JP2022058602A - Recombinant aav vectors expressing osteoprotective genes, including has2 and lubricin, useful in treatment of osteoarthritis and related joint conditions in mammals - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide recombinant viral vectors, pharmaceutical compositions comprising such recombinant vectors, and methods for prevention and treatment of osteoarthritis in mammals.
SOLUTION: This disclosure provides adeno-associated virus (AAV) vectors capable of expressing, in a host, osteoprotective/chondroprotective bioactive proteins, including hyaluronan synthase 2 (HAS2) and lubricin (PRG4). Methods of production of these AAVs are provided, as are methods of treatment of osteoarthritis in mammalian joints, by the long-term gene expression of osteoprotective/chondroprotective proteins, including HAS2 and PRG4, in both synovial and chondrocyte cells.
SELECTED DRAWING: None
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

(関連出願の相互引用)本出願は、米国仮特許出願No.62/278,243(2016年1月13日出願(参照によりその全体が本明細書に含まれる))に対し優先権を主張する。
(配列表に関する記載)本出願に付随する配列表はプリントアウトコピーに代わってテキスト形式で提供され、前記は参照により本明細書に含まれる。前記配列表を含むテキストファイルの名称はMER 16-291 SEQ Listing_ST25.txtである。テキストファイルは57.6KBであり、2016年1月13日に作成された。前記は、本明細書の出願と同時にEFS-Webにより電子的に提出されている。
(技術分野)
本発明は、組換えベクター、そのような組換えベクターを含む医薬組成物、及び動物の急性及び/又は慢性関節症状(変形性関節症を含む)の予防及び/又は治療のための方法に関する。特に、本発明は、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターであってヒアルロナンシンターゼ2(HAS2)及びルブリシン(PRG4)ファミリータンパク質に属する生物活性ポリペプチドを宿主で発現することができるベクターに関する。したがって、本発明は遺伝子操作分野に関し、滑膜細胞及び軟骨細胞におけるHAS2及びLUBの長期遺伝子発現によってヒト又は哺乳動物の関節の変形性関節症の治療に使用される、アデノ随伴ウイルス(AAV)をベースとする生物学的デリバリー及び発現系を提供する。
(Mutual Citing of Related Applications) This application claims priority to US Provisional Patent Application No. 62 / 278,243 (filed January 13, 2016, which is incorporated herein by reference in its entirety).
(Description of Sequence Listing) The sequence listing accompanying this application is provided in text form on behalf of the printout copy, which is incorporated herein by reference. The name of the text file containing the sequence listing is MER 16-291 SEQ Listing_ST25.txt. The text file is 57.6KB and was created on January 13, 2016. The above is submitted electronically by EFS-Web at the same time as the filing of this specification.
(Technical field)
The present invention relates to recombinant vectors, pharmaceutical compositions containing such recombinant vectors, and methods for the prevention and / or treatment of acute and / or chronic joint symptoms (including osteoarthritis) in animals. In particular, the present invention relates to an adeno-associated virus (AAV) vector capable of expressing a bioactive polypeptide belonging to the hyaluronan synthase 2 (HAS2) and lubricin (PRG4) family proteins in a host. Accordingly, the present invention relates to adeno-associated virus (AAV), which is used in the field of genetic manipulation for the treatment of osteoarthritis of human or mammalian joints by long-term gene expression of HAS2 and LUB in synovial and cartilage cells. Provide a base biological delivery and expression system.

変形性関節症(OA)は、哺乳動物の関節で発生する変性関節疾患で、深刻な経済的医学的問題を引き起こす(Matthews, G.L., and Hunter, D.J.(2011).Expert Opin.Emerging Drugs 1-13;Brooks PM.Curr Opin Rheumatol 2002; 14: 573-577)。軟骨は関節で骨端を覆う丈夫な結合組織である。前記は、硬い骨の間で比較的摩擦の少ない高度に潤滑化された表面を提供し、滑らかな動きを提供する。OA進行中に、軟骨は異常又は過剰摩滅のために部分的又は完全に失われて骨端の露出に至り、当該骨端は互に擦れて、炎症、痛み、腫脹又は可動性低下をもたらす。現在のところ、OAに至る初期軟骨減少の詳細な理由は不明であるが、その発生と年齢、肥満及び関節の酷使(例えば競技活動)との間には強い相関関係が存在する。
イヌでは、変形性関節症(OA)は爬行の最も一般的な原因の1つであり、1歳齢を過ぎたイヌの約20パーセントが罹患すると概算される。現在のところ、OAには治癒をもたらす利用可能な治療はなく、したがって医学的処置は軟骨の再生ではなく大部分は症状緩和に向けられている。通常、鎮痛処置はステロイド及び非ステロイド系抗炎症剤(NSAIDS)を含み、それらは数十年にわたってOAの治療で有効性を示してきた。しかしながら、これらの薬剤は関節の炎症を抑制できるが、それらの多くは軟骨で変性作用を有することが知られている(この作用はOA進行の根幹的過程をさらに悪化させる)。伝統的な鎮痛及び抗炎症療法に加えて、天然に存在する骨保護化合物の直接投与を用いてOA症状が緩和されてきたが、首尾の程度はさまざまであった。例えば、ヒアルロン酸(HA)が、罹患関節の粘弾性及び潤滑さの回復に広く用いられてきた。さらにまた、ポリ硫酸化グリコサミノグリカン(PSGAG)(関節内又は筋肉内経路で注射される)並びに経口投与グルコサミン及びコンドロイチン硫酸はいくらかの有効性を示している。
Osteoarthritis (OA) is a degenerative joint disease that occurs in mammalian joints and causes serious economic and medical problems (Matthews, GL, and Hunter, DJ (2011). Expert Opin. Emerging Drugs 1- 13; Brooks PM.Curr Opin Rheumatol 2002; 14: 573-577). Cartilage is a strong connective tissue that covers the epiphysis with joints. The above provides a highly lubricated surface with relatively low friction between hard bones, providing smooth movement. During OA progression, cartilage is partially or completely lost due to abnormal or excessive wear, leading to epiphyseal exposure, which rub against each other, resulting in inflammation, pain, swelling or decreased mobility. At present, the exact reason for the early cartilage loss leading to OA is unknown, but there is a strong correlation between its occurrence and age, obesity and joint abuse (eg, athletic activity).
In dogs, osteoarthritis (OA) is one of the most common causes of repellency, and it is estimated that about 20 percent of dogs over the age of 1 year will be affected. At present, there are no curative treatments available for OA, so medical procedures are largely directed at symptom relief rather than cartilage regeneration. Analgesic treatments usually include steroids and non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDS), which have been effective in the treatment of OA for decades. However, although these agents can suppress joint inflammation, many of them are known to have degenerative effects on cartilage (this effect further exacerbates the underlying process of OA progression). In addition to traditional analgesic and anti-inflammatory therapies, direct administration of naturally occurring bone-protecting compounds has been used to relieve OA symptoms, but to varying degrees. For example, hyaluronic acid (HA) has been widely used to restore viscoelasticity and lubricity of affected joints. Furthermore, polysulfated glycosaminoglycans (PSGAG) (injected by the intra-articular or intramuscular route) and orally administered glucosamine and chondroitin sulfate have shown some efficacy.

しかしながら、上述の薬剤は、有意義な症状緩和を達成するためには頻繁に(時には互に併用して)投与されねばならない。これらの頻繁な関節注射は、労力/費用を要し感染のリスクを生じ患者又は動物に多大なストレスを引き起こす。外科的アプローチもまた開発されたが、これらはイヌ及びウマでは概ね低い有効性を示し、典型的には進行期の重篤な対象動物でのみ実施される。
補助食品/薬剤のデリバリーに加えて、いくつかのグループが、粘弾性/粘性保護ポリペプチド、前記をコードする核酸、又は粘性保護タンパク質(例えば酵素)を生成する手段を宿主で発現することができるポリペプチド若しくは核酸をデリバリーすることによってOA症状を改善することを試みた。より大きな関心が寄せられるアプローチには、ルブリシンポリペプチド(Flannery, US 7,642,236 B2)、トリボネクチン(US 7,618,914 B2(Rhode Island General Hospital))、及びヒアルロナンシンターゼ(US 6,423,514(Millennium Pharmaceuticals))の使用が含まれる。
これらの試みのいくつかは“遺伝子治療”と特徴付けることができる(その基礎的概念はよく確立されている)(Evans CH, Robbins PD.Gene therapy for arthritis, In: Wolff JA (ed.).Gene Therapeutics: Methods and Applications of Direct Gene Transfer.Birkhauser: Boston, 1994, pp 320-343)。最近、あるグループが、インターロイキン-1受容体アンタゴニスト(Il-1Ra)遺伝子のin vivoデリバリーによって変形性関節症を治療しようとした(US 2015/0031083 A1(Baylor College of Medicine);Frisbie, DD et al., Gene Therapy, 2002)。
However, the agents mentioned above must be administered frequently (sometimes in combination with each other) to achieve meaningful symptom relief. These frequent joint injections are laborious / costly, pose a risk of infection and cause great stress to the patient or animal. Surgical approaches have also been developed, but they are generally less effective in dogs and horses and are typically performed only in advanced critical target animals.
In addition to supplement / drug delivery, several groups can express in the host a means of producing a viscoelastic / viscoelastically protected polypeptide, a nucleic acid encoding the above, or a viscoelastically protected protein (eg, an enzyme). Attempts were made to ameliorate OA symptoms by delivering polypeptides or nucleic acids. Approaches of greater interest include the use of Lubricin polypeptide (Flannery, US 7,642,236 B2), tribonectin (US 7,618,914 B2 (Rhode Island General Hospital)), and hyaluronan synthase (US 6,423,514 (Millennium Pharmaceuticals)). ..
Some of these attempts can be characterized as "gene therapy" (its basic concept is well established) (Evans CH, Robbins PD.Gene therapy for arthritis, In: Wolff JA (ed.). Gene. Therapeutics: Methods and Applications of Direct Gene Transfer. Birkhauser: Boston, 1994, pp 320-343). Recently, a group attempted to treat osteoarthritis by in vivo delivery of the interleukin-1 receptor antagonist (Il-1Ra) gene (US 2015/0031083 A1 (Baylor College of Medicine); Frisbie, DD et. al., Gene Therapy, 2002).

アースロゲン社(Arthrogen company)は、慢性関節リウマチ(RA)の状況でAAV5を用いて(炎症性サイトカイン低下のために)ヒトインターフェロンベータを発現させた。OAとは異なり、炎症性シグナリングはRAの病理で重要な役割を果たし、したがって、このシグナルの遮断は重要な治療アプローチである。とは言え、炎症とOAとの間の可能な連関を追及している別のグループが、ウマOAの場合に組換えAAV2を用いてIL1受容体アンタゴニストを発現させた(Goodrich et al., Molecular Therapy-Nucleic Acids (2013) 2, e70)。 Arthrogen company expressed human interferon beta (due to inflammatory cytokine lowering) using AAV5 in the context of rheumatoid arthritis (RA). Unlike OA, inflammatory signaling plays an important role in the pathology of RA, so blocking this signal is an important therapeutic approach. However, another group pursuing a possible link between inflammation and OA used recombinant AAV2 to express IL1 receptor antagonists in the case of horse OA (Goodrich et al., Molecular). Therapy-Nucleic Acids (2013) 2, e70).

しかしながら、これらのアプローチのいずれも普遍的に有効であるとは立証されず、OA患者の痛み及び苦痛の緩和に関しては未だに充足されない深刻な要請が存在する。結果として、より効果的でかつ持続的な治療であって同時にまた長い目で見て対費用効果を有する治療に対する、明瞭かつ未だに充足されていない医学的要請が存在する。
したがって、本明細書で詳細に述べるように、本出願人らは、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターが、哺乳動物の関節へのただ1回の関節内注射によって治療物質をコードするcDNAをデリバリーし、当該物質の滑膜細胞及び軟骨細胞における局所的及び連続的in vivo生成を促進できることを提示することに初めて成功した。
出願人らはまた初めて、完全長のイヌルブリシンcDNA(配列番号:4)を単離し配列を決定した。
However, neither of these approaches has been proven to be universally effective, and there are still unsatisfied and serious demands for pain and pain relief in OA patients. As a result, there are clear and yet unfulfilled medical demands for more effective and sustained treatments that are at the same time and cost-effective in the long run.
Therefore, as detailed herein, Applicants have received a cDNA in which a recombinant adeno-associated virus (rAAV) vector encodes a therapeutic agent by a single intra-articular injection into a mammalian joint. For the first time, we have succeeded in delivering and presenting that the substance can promote local and continuous in vivo production in synovial and chondrocytes.
For the first time, Applicants also isolated and sequenced the full-length inulbricin cDNA (SEQ ID NO: 4).

本発明は、骨保護遺伝子及び/又は骨再生遺伝子生成物の治療的に有効な量を哺乳動物宿主においてin vivoで発現するrAAVベクターを提供する。
複数の特徴において、当該rAAVは、疾患修正特性、潤滑性特性、抗炎症特性及び痛み緩和特性を有する物質をコードするcDNAを含むことができる。
The present invention provides an rAAV vector that expresses a therapeutically effective amount of a bone protection gene and / or a bone regeneration gene product in vivo in a mammalian host.
In multiple features, the rAAV can include cDNA encoding a substance with disease-correcting, lubricating, anti-inflammatory and pain-relieving properties.

複数の特徴において、当該rAAVベクターは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AA6、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh.8及びAAVrh.10を含む(ただしこれらに限定されない)AAV血清型に由来するベクターである。いくつかの実施態様では、AAVの核酸は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV2rAAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh.8又はAAVrh.10のITRを含む。さらに別の実施態様では、rAAV粒子は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AA6、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh.8又はAAVrh.10のキャプシドタンパク質を含む。いくつかの実施態様では、当該ITR及びキャプシドは同じAAV血清型に由来する。他の実施態様では、当該ITR及びキャプシドは異なるAAV血清型に由来する。いくつかの実施態様では、当該rAAVベクターはAAV2又はAAV5キャプシド血清型であってもよい。いくつかの関連する実施態様では、rAAV2及びrAAV5ベクターは、AAV2に由来する少なくとも1つのITRを含む。
複数の特徴の実施態様では、rAAVベクターはヒアルロン酸シンターゼ-2(HAS2)又はその変種をコードする。いくつかの実施態様では、当該HAS2はヒトHAS2である。他の実施態様では、当該HAS2はイヌHAS2である。いくつかの実施態様では、HAS2はコドン最適化HAS2である。
グリコサミノグリカンヒアルロナン酸(HA)は非硫酸化グリコサミノグリカンであり、ベータ-1-3及びベータ-1-4グリコシド結合によって連結された反復グルクロン酸及びN-アセチルグルコサミン残基から成る。HAは複数の生物学的機能を提供し、それら機能には創傷治癒、細胞遊走、悪性形質転換及び組織のターンオーバーが含まれる。HAは、内皮細胞、線維芽細胞及び平滑筋細胞を含む多様な細胞タイプによって合成され、例えば結合組織、上皮組織及び神経組織のような組織で検出されている。関節間隙では、HAは、滑膜細胞(HAを滑液中に分泌する)とともに軟骨細胞によって生成される。滑液HAは、潤滑さ、組織の水分補給、構造的完全性、並びにマトリックスタンパク質及び生物的機構のための足場を提供するとともに、関節の恒常性において役割を果たしている。関節におけるHAの生物学的作用はその濃度及び分子量によって決定される。HAは、5,000Daから10,000,000Daの範囲で合成されうる。より小さい分子量のHA(<500kDa)は血管形成の受容体媒介活性化、悪性性及び炎症に密接に関係し、一方、より高分子量のHAは関節における潤滑さを提供する。
In multiple features, the rAAV vector is derived from an AAV serotype containing, but not limited to, AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AA6, AAV7, AAV8, AAV9, AAVrh.8 and AAVrh.10. It is a vector. In some embodiments, the nucleic acid of AAV comprises an ITR of AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV2rAAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAVrh.8 or AAVrh.10. In yet another embodiment, the rAAV particles include a capsid protein of AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AA6, AAV7, AAV8, AAV9, AAVrh.8 or AAVrh.10. In some embodiments, the ITR and capsid are derived from the same AAV serotype. In other embodiments, the ITR and capsid are derived from different AAV serotypes. In some embodiments, the rAAV vector may be of the AAV2 or AAV5 capsid serotype. In some related embodiments, the rAAV2 and rAAV5 vectors contain at least one ITR derived from AAV2.
In embodiments of multiple features, the rAAV vector encodes hyaluronate synthase-2 (HAS2) or a variant thereof. In some embodiments, the HAS2 is human HAS2. In another embodiment, the HAS2 is a dog HAS2. In some embodiments, HAS2 is a codon-optimized HAS2.
Glycosaminoglycan hyaluronan acid (HA) is a non-sulfated glycosaminoglycan and consists of repetitive glucuronic acid and N-acetylglucosamine residues linked by beta-1-3 and beta-1-4 glycosidic bonds. HA provides multiple biological functions, including wound healing, cell migration, malignant transformation and tissue turnover. HA is synthesized by a variety of cell types, including endothelial cells, fibroblasts and smooth muscle cells, and has been detected in tissues such as connective tissue, epithelial tissue and neural tissue. In the inter-articular space, HA is produced by chondrocytes along with synovial cells (which secrete HA into synovial fluid). Synovial fluid HA plays a role in joint homeostasis as well as providing a scaffold for lubrication, tissue hydration, structural integrity, and matrix proteins and biological mechanisms. The biological action of HA in joints is determined by its concentration and molecular weight. HA can be synthesized in the range of 5,000 Da to 10,000,000 Da. The smaller molecular weight HA (<500 kDa) is closely associated with receptor-mediated activation of angiogenesis, malignancy and inflammation, while the higher molecular weight HA provides lubrication in the joints.

関節HAのサイズ及び濃度はともにその合成及び分解速度によって調節される。HAの分解はHAをより小さなフラグメントに切断するヒアルロニダーゼによって媒介され、前記フラグメントは除去のためにリンパ系に排出される。3つの酵素(ヒアルロナンシンターゼ(HAS)1、2及び3と称される)がHA産生のために記載され、前記は滑膜細胞形質膜の内側表面に存在する。これらのうちで、HAS2は高分子量HAの産生に必要であることが示されている(Itano et al., 1999)。高分子量HAレベルは、ヒト患者及び動物OAモデルの両方の変形性関節症で減少する(Plickert et al., 2013)。これは、おそらくHA合成低下及びヒアルロニダーゼによるHA分解増加に起因する。HAシンターゼのうちHAS2及び3はヒト軟骨で発現され、これらのうちHAS2発現はヒトOAで低下する。HAレベルはまた、HA分解酵素のヒアルロニダーゼ2のレベル増加のために減少する(Yoshida et al.)。HAS2プロモーターは多様な前-及び抗-炎症媒介物質に応答性であると報告され、相反する作用が報告されている。これら媒介物質にはTGFβ、一次上皮増殖因子、TNFアルファ及びレチノイン酸が含まれる(Guo, Kanter el al., 2007;Hyc et al., 2009)。病気の関節の炎症媒介物質によるダウンレギュレーションはHAS2発現を低下させてHAレベルの低下をもたらし、多様なHASアイソフォームに弁別的に影響を及ぼしうると予想される(David-Raoudi et al., 2009)。対照的に、機械的刺激(Momberger et al.2005)又は軟骨成分(例えばコンドロイチン硫酸)はHA産生を刺激すると報告されている(Momberger et al., 2005;David-Raoudi et al., 2009)。HAの産生は細胞周囲での存在とともに細胞外間隙への分泌をもたらす。何が分泌の程度を調節するかは明確ではない。しかしながら、典型的にはHAの約80%が分泌されるが、残りは産生細胞に結合したままである。この細胞結合HAはマトリックスタンパク質のアッセンブリーのために重要であり、HAS2合成の遮断は細胞結合マトリックスの減少及びプロテオグリカン(すなわちアグレカン)の媒体中への放出増加をもたらし、軟骨細胞中でHAを合成する主要酵素としてのHAS2の主要な役割をさらに確認させる(Nishida et al., 1999)。 Both the size and concentration of joint HA are regulated by their rate of synthesis and degradation. The degradation of HA is mediated by hyaluronidase, which cleaves HA into smaller fragments, which are excreted into the lymphatic system for removal. Three enzymes (referred to as hyaluronan synthases (HAS) 1, 2 and 3) have been described for HA production, which are present on the inner surface of the synovial cell plasma membrane. Of these, HAS2 has been shown to be required for the production of high molecular weight HA (Itano et al., 1999). High molecular weight HA levels are reduced in both human and animal OA models of osteoarthritis (Plickert et al., 2013). This is probably due to a decrease in HA synthesis and an increase in HA degradation due to hyaluronidase. Of the HA synthases, HAS2 and 3 are expressed in human cartilage, of which HAS2 expression is reduced in human OA. HA levels also decrease due to increased levels of the HA-degrading enzyme hyaluronidase 2 (Yoshida et al.). The HAS2 promoter has been reported to be responsive to a variety of pre- and anti-inflammatory mediators and has been reported to have conflicting effects. These mediators include TGFβ, primary epidermal growth factor, TNFalpha and retinoic acid (Guo, Kanter el al., 2007; Hyc et al., 2009). Downregulation by inflammation mediators in diseased joints is expected to reduce HAS2 expression, resulting in lower HA levels and differentially affect a variety of HAS isoforms (David-Raoudi et al., 2009). ). In contrast, mechanical stimulation (Momberger et al. 2005) or cartilage components (eg chondroitin sulfate) have been reported to stimulate HA production (Momberger et al., 2005; David-Raoudi et al., 2009). The production of HA results in its pericellular presence as well as its secretion into the extracellular space. It is not clear what regulates the degree of secretion. However, typically about 80% of HA is secreted, while the rest remain bound to the producing cells. This cell-bound HA is important for the assembly of matrix proteins, and blocking HAS2 synthesis results in a decrease in the cell-bound matrix and an increased release of proteoglycans (ie agrecans) into the medium, synthesizing HA in chondrocytes. Further confirm the major role of HAS2 as a major enzyme (Nishida et al., 1999).

複数の特徴における実施態様では、rAAVベクターはルブリシン又はその変種をコードする。いくつかの実施態様では、ルブリシンはヒトルブリシンである。他の実施態様では、ルブリシンはイヌルブリシンである。いくつかの実施態様では、ルブリシンはコドン最適化ルブリシンである。
ルブリシン(PRG4)は、関節滑膜内層細胞及び軟骨の軟骨細胞によって生成される大きなムチン糖タンパク質であり、軟骨表面を保護する潤滑さを提供する(Flannery 1999;Schmidt 2001;Waller 2013)。HAと一緒にルブリシンはまた滑液中の重要な潤滑剤であり、衝撃吸収特性を提供する。マウスモデル及びヒトの希少遺伝性疾患におけるルブリシンの欠如は、変形性関節症(OA)に特徴的な軟骨変性を生じる(Rhee 2005;Ruan 2013)。ルブリシンの合成低下はまたヒトのOA患者及び多様な動物OAモデルで示されている(Elsaid, 2008)。組換えルブリシンによる関節内ルブリシン補充は軟骨病変を改善することが示された(Flannery, 2009)。
いくつかの実施態様では、rAAVベクターは、イヌのコドン最適化ヒアルロン酸シンターゼ-2(HAS2)をコードするAAV2又はAAV5キャプシド血清型であってもよい。
複数の特徴では、rAAVベクターは関節内デリバリーにより投与される。複数の実施態様では、rAAVただ1回の関節内デリバリーにより投与される。別の実施態様では、関節内投与に続いて、当該rAAV形質導入細胞に由来する同族治療物質のin vivo産生及び分泌は少なくとも約6カ月持続しうる。
いくつかの実施態様では、rAAVベクターは、遍在性プロモーター及びコドン最適化種適合性トランスジーンを含む発現カセットを含む(図1Aを参照されたい)。
別の特徴では、本開示は、rAAVベクターを用いて骨保護及び/又は骨再生遺伝子生成物を動物の関節においてin vivoで発現させる方法を提供する。
本明細書に引用する全ての参考文献(特許出願及び特許公開を含む)は、参照によりその全体が本明細書に含まれる。
以下の詳細な説明(例示として提供されるが、記載した具体的な実施態様にのみ本発明を限定する意図はない)は、本添付図面と一緒にすることで最良の理解が得られよう。前記添付図面は下記の通りである:
In embodiments with multiple features, the rAAV vector encodes lubricin or a variant thereof. In some embodiments, the lubricin is human lubricin. In another embodiment, the rubricin is inulbricin. In some embodiments, the rubricin is a codon-optimized rubricin.
Lubricin (PRG4) is a large mucin glycoprotein produced by articular synovial lining cells and chondrocytes of cartilage, which provides a lubrication that protects the cartilage surface (Flannery 1999; Schmidt 2001; Waller 2013). Lubricin, along with HA, is also an important lubricant in synovial fluid and provides shock absorption properties. The lack of rubricin in mouse models and rare hereditary diseases in humans results in cartilage degeneration characteristic of osteoarthritis (OA) (Rhee 2005; Ruan 2013). Decreased synthesis of lubricin has also been shown in human OA patients and diverse animal OA models (Elsaid, 2008). Intra-articular lubricin replacement with recombinant lubricin has been shown to improve cartilage lesions (Flannery, 2009).
In some embodiments, the rAAV vector may be an AAV2 or AAV5 capsid serotype encoding canine codon-optimized hyaluronate synthase-2 (HAS2).
In multiple features, the rAAV vector is administered by intra-articular delivery. In multiple embodiments, rAAV is administered by a single intra-articular delivery. In another embodiment, following intra-articular administration, in vivo production and secretion of allogeneic therapeutic agents derived from the rAAV transduced cells can be sustained for at least about 6 months.
In some embodiments, the rAAV vector comprises an expression cassette containing a ubiquitous promoter and a codon-optimized species-compatible transgene (see Figure 1A).
In another feature, the disclosure provides a method of in vivo expression of bone protection and / or bone regeneration gene products in animal joints using rAAV vectors.
All references cited herein, including patent applications and publications, are hereby incorporated by reference in their entirety.
The following detailed description (provided by way of example, but not intended to limit the invention to the specific embodiments described) will be best understood in conjunction with the accompanying drawings. The attached drawings are as follows:

図1Aは、プラスミド(上段)及びrAAVウイルスベクター(下段)中のHAS発現カセットを示す略図である。FIG. 1A is a schematic diagram showing the HAS expression cassette in the plasmid (upper) and rAAV viral vector (lower). 図1Bは、cHAS2発現プラスミドをトランスフェクトした細胞のHA生成を示すグラフである。cHAS発現プラスミドを293細胞にトランスフェクトして3日後に条件付け培養液を採集し、培地中のHAレベルをHA-結合タンパク質による検出系を用いて定量した。略語:CBAcHAS2、HAS2発現プラスミド;EGFP、EGFP発現プラスミド;非トランスフェクト、陰性コントロール細胞;“Optimem”=無血清培地で増殖した細胞;“Complete”、血清含有培地で増殖した細胞。FIG. 1B is a graph showing HA production in cells transfected with the cHAS2 expression plasmid. Three days after transfecting the cHAS expression plasmid into 293 cells, a conditioned culture medium was collected and the HA level in the medium was quantified using a detection system using an HA-binding protein. Abbreviations: CBAcHAS2, HAS2 expression plasmid; EGFP, EGFP expression plasmid; non-transfected, negative control cells; "Optimem" = cells grown in serum-free medium; "Complete", cells grown in serum-containing medium. 図1Cは、cHASトランスフェクト293細胞の条件付け培養液(24時間のヒアルロニダーゼ処理+又は-)の成分分離に用いたアガロースゲル画像で、HAの発現が確認される。略語:CM、条件付け培養液;MDa、マーカーの分子量サイズ。FIG. 1C is an agarose gel image used for component separation of a conditioned culture medium (24-hour hyaluronidase treatment + or-) of cHAS-transfected 293 cells, confirming HA expression. Abbreviations: CM, conditioned culture; MDa, molecular weight size of marker. 図2Aは、三重トランスフェクション法を用いた、rAAV2及びAAV5ベクターへのcHAS2の小規模パッケージングによるrAAVベクター生成を示すグラフである。EGFP発現カセットのAAV2へのパッケージングは陽性コントロールとして、キャプシドプラスミドの非存在下でのcHASのパッケージングは陰性コントロールとして示される。rAAV収量は細胞当たりのDNA耐性粒子(DRP)の量として示される。FIG. 2A is a graph showing rAAV vector generation by small-scale packaging of cHAS2 into rAAV2 and AAV5 vectors using the triple transfection method. Packaging of the EGFP expression cassette to AAV2 is shown as a positive control and packaging of cHAS in the absence of the capsid plasmid is shown as a negative control. The rAAV yield is expressed as the amount of DNA resistant particles (DRP) per cell. 図2Bは、三重トランスフェクションによる大規模ベクター生成におけるrAAVベクター収量を示すグラフである。得られた複数のベクターロットについて得られた全体の力価の例が示される。FIG. 2B is a graph showing rAAV vector yield in large-scale vector generation by triple transfection. An example of the total titers obtained for the obtained vector lots is shown. 図2CはAAV2/HAS2ベクターのin vitro性能を示すグラフである。293細胞を多様なMOIで感染させ、条件付け培養液のHAレベルを3日後に定量した。Figure 2C is a graph showing the in vitro performance of the AAV2 / HAS2 vector. 293 cells were infected with various MOIs and HA levels in conditioned culture were quantified after 3 days. 図2DはAAV5/HAS2ベクターのin vitro性能を示すグラフである。Figure 2D is a graph showing the in vitro performance of the AAV5 / HAS2 vector. 図3Aは、正常なイヌ関節におけるrAAV/HAS2ベクターの関節内注射後の体重変化を示すグラフである。FIG. 3A is a graph showing body weight changes after intra-articular injection of rAAV / HAS2 vector in normal canine joints. 図3Bは軟骨スコアを示すグラフである。FIG. 3B is a graph showing the cartilage score. 図3Cは滑膜スコアを示すグラフである。FIG. 3C is a graph showing the synovial score. 図4Aは、イヌ滑膜のrAAVベクター定量のためのサンプル収集位置を示す略図である。FIG. 4A is a schematic showing sample collection positions for rAAV vector quantification of canine synovium. 図4Bは、滑膜サンプル#3におけるベクターゲノムコピー数の定量を示すグラフである。FIG. 4B is a graph showing the quantification of the number of vector genome copies in synovial sample # 3. 図4Cは、滑膜サンプル#1のベクターゲノムコピー数を示すグラフである。AAV2及びAAV5のベクター用量は以下のように示される:L=低、M=中及びH=高(図3A-Cと同様)。rAAVベクターデリバリー後28日で全ての組織サンプルを収集し、BGHpAをqPCRによって分析した。FIG. 4C is a graph showing the number of vector genome copies of synovial sample # 1. Vector doses of AAV2 and AAV5 are shown as follows: L = low, M = medium and H = high (similar to FIGS. 3A-C). All tissue samples were collected 28 days after rAAV vector delivery and BGHpA was analyzed by qPCR. 図5Aは滑膜サンプル#3におけるベクター由来cHAS発現を示すグラフである。FIG. 5A is a graph showing vector-derived cHAS expression in synovial sample # 3. 図5Bは滑膜サンプル#1におけるベクターmRNAを示すグラフである。FIG. 5B is a graph showing vector mRNA in synovial sample # 1. 図5Cは、滑膜サンプル#3を用いて分析した個々のイヌのそれぞれのベクターゲノム及びベクター由来mRNAを示すグラフである。AAV2及びAAV5のベクター用量は以下のように示される:L=低、M=中及びH=高。rAAVベクターデリバリー後28日で全ての組織サンプルを収集し、BGHpAをqPCRによって分析した。FIG. 5C is a graph showing the respective vector genomes and vector-derived mRNAs of individual dogs analyzed using synovial sample # 3. Vector doses of AAV2 and AAV5 are shown as follows: L = low, M = medium and H = high. All tissue samples were collected 28 days after rAAV vector delivery and BGHpA was analyzed by qPCR. 図6Aは、軟骨のrAAVベクター及びmRNAを検出するために収集した大腿顆及び脛骨プラトーサンプルの位置を示す略図である。FIG. 6A is a schematic showing the location of femoral and tibial plateau samples collected to detect cartilage rAAV vectors and mRNA. 図6Bは、大腿顆サンプル#1を用いて分析した個々のイヌのそれぞれのベクターゲノム及びベクター由来mRNAを示すグラフである。加えて、反対側(注射されていない右関節)のベクターゲノムコピー数が示される(サンプル#22を除く(前記は試験されなかった))。FIG. 6B is a graph showing the respective vector genomes and vector-derived mRNAs of individual dogs analyzed using femoral condyle sample # 1. In addition, the vector genome copy count on the contralateral side (non-injected right joint) is shown (excluding sample # 22 (the above was not tested)). 図6Cは、各グループのベクターゲノム(注射及び非注射関節)及びmRNAコピーの平均を示すグラフである。AAV2及びAAV5のベクター用量は以下のように示される:L=低、M=中及びH=高。rAAVベクターデリバリー後28日で全ての組織サンプルを収集し、BGHpAをqPCRによって分析した。FIG. 6C is a graph showing the average of vector genomes (injected and non-injected joints) and mRNA copies of each group. Vector doses of AAV2 and AAV5 are shown as follows: L = low, M = medium and H = high. All tissue samples were collected 28 days after rAAV vector delivery and BGHpA was analyzed by qPCR. 図6Dは、各グループの脛骨プラトーにおけるベクターゲノム(PBS又はベクター注射関節)及びmRNAコピーの平均を示すグラフである。FIG. 6D is a graph showing the mean vector genome (PBS or vector injection joint) and mRNA copy in each group of tibial plateaus. 図7Aは、左後膝関節から収集した組織の各処置グループにおける滑膜(サンプル#3及び#1)及び軟骨(大腿顆及び脛骨プラトー)のベクターゲノムを示すグラフである。図7A及び7Bに示す値はグループの平均±標準偏差を表す(n=5/グループ)。FIG. 7A is a graph showing the vector genomes of synovium (samples # 3 and # 1) and cartilage (femoral condyle and tibial plateau) in each treatment group of tissue collected from the left posterior knee joint. The values shown in Figures 7A and 7B represent the mean ± standard deviation of the group (n = 5 / group). 図7Bは、rAAV5/HAS2ベクターに由来するベクターゲノム及びmRNAの多様な組織における定量を示すグラフである。FIG. 7B is a graph showing the quantification of vector genomes and mRNAs derived from the rAAV5 / HAS2 vector in diverse tissues. 図8Aはイヌ滑液中のHAレベルを示すグラフである。HAレベルは、-7日目(基準線)及び28日目に収集したSFサンプルで定量された。各動物のHAレベルを基準線レベルに対して正規化し、ベクター投与前の週と対比した28日目のHAの%として表した。FIG. 8A is a graph showing HA levels in canine synovial fluid. HA levels were quantified in SF samples collected on days-7 (reference line) and day 28. HA levels in each animal were normalized to baseline levels and expressed as% of HA on day 28 compared to the week prior to vector administration. 図8Bは、-7日目(基準線)及び28日目のイヌ滑液中のHAレベルを示すグラフである。矢印は基準線(処置前)と対比して28日目により高いHAレベルを有する動物を示す。FIG. 8B is a graph showing HA levels in canine synovial fluid on day -7 (reference line) and day 28. Arrows indicate animals with higher HA levels on day 28 compared to the reference line (before treatment). 図9はイヌルブリシンの完全なアミノ酸配列を示す。枠付き領域はエクソン6(ムチンドメイン)の位置を示す。下線を付したアミノ酸(378から782)は短縮ルブリシン(以降では“cLub1”又は“cLub1co”)では欠失し、KEPAPTT様リピート(潜在的なO-結合グリコシル化部位)の位置は太字で示される。配列の名称が“co”で終わるときは、当該DNA配列はコドン最適化されていることを意味する。同様に、“nonco”は非コドン最適化を意味する。Figure 9 shows the complete amino acid sequence of inulbricin. The framed area indicates the location of exon 6 (mucin domain). Underlined amino acids (378-782) are deleted with abbreviated lubricin (hereinafter “cLub1” or “cLub1co”), and the location of KEPAPTT-like repeats (potential O-linked glycosylation sites) is shown in bold. .. When the name of a sequence ends with "co", it means that the DNA sequence is codon-optimized. Similarly, “nonco” means non-codon optimization. 図10は実験で作製され用いられたプラスミドを示す略図である。プラスミドは、短縮化(すなわち内部欠失操作)、コドン最適化イヌルブリシン配列(cLub1co)、プロモーター(minCBA又はCBA)及びBGHpA部位を含む。いくつかの構築物は、N-又はC-末端Hisタグ(C-term)及びイントロン配列からATG(潜在的開始コドン)が除去される改変を含む。プレウイルスAAVルブリシンはまた両端にフランキングITR配列を含む。FIG. 10 is a schematic diagram showing a plasmid prepared and used in an experiment. The plasmid contains shortened (ie, internal deletion manipulation), codon-optimized inulbricin sequence (cLub1co), promoter (minCBA or CBA) and BGHpA site. Some constructs include modifications that remove the ATG (potential start codon) from the N- or C-terminal His tag (C-term) and intron sequence. Previrus AAV rubricin also contains flanking ITR sequences at both ends. 図11Aは、minCBA cLub1、CBA CLUB1及びCBH cLub-noncoを293細胞にトランスフェクトしたときに生成されるmRNAコピー/細胞を示すグラフである。FIG. 11A is a graph showing mRNA copies / cells produced when minCBA cLub1, CBA CLUB1 and CBH cLub-nonco are transfected into 293 cells. 図11Bは、ΔATG/6His/N’、6His/N’、6His/C’、WT cLub及びEGFP構築物を293細胞にトランスフェクトしたときに生成されるmRNAコピー/細胞を示すグラフである。FIG. 11B is a graph showing mRNA copies / cells produced when 293 cells were transfected with ΔATG / 6His / N', 6His / N', 6His / C', WT cLub and EGFP constructs. 図12Aは、濃縮培地中の分泌ルブリシンレベルを示す抗ルブリシンウェスタンブロットである(プラスミドは上記に記載のもの)。イヌ滑液を陽性コントロールとして用いた。FIG. 12A is an anti-lubricin western blot showing secreted lubricin levels in concentrated medium (plasmids are described above). Canine synovial fluid was used as a positive control. 図12Bは、プレウイルスルブリシン発現プラスミドに由来するルブリシン産生を示すウェスタンブロットである。2つのクローンを分析し、minCBA-cLubcoプラスミドにより得られる発現と比較した。非トランスフェクト培養の培地及びEGFP発現プラスミドをトランスフェクトした細胞を陰性コントロールとして用いた。FIG. 12B is a Western blot showing lubricin production derived from the previral lubricin expression plasmid. Two clones were analyzed and compared to the expression obtained with the minCBA-cLubco plasmid. Non-transfected culture medium and cells transfected with the EGFP expression plasmid were used as negative controls. 図13Aは、イヌルブリシンをコードするAAV2ベクターのための小規模ベクター生成におけるベクター収量を示すグラフである。2つのcLubクローン(-/+ 6xHisタグ)を分析し、EGFP及びHAS2発現カセット保有プレウイルス(ITR含有)プラスミドのパッケージングと比較した。陰性コントロールには非トランスフェクト細胞及びAAV2キャプシド発現プラスミドを欠くトランスフェクションが含まれた。FIG. 13A is a graph showing vector yields in small-scale vector generation for AAV2 vectors encoding inulbricin. Two cLub clones (-/ + 6xHis tags) were analyzed and compared to the packaging of EGFP and HAS2 expression cassette-carrying previrus (ITR-containing) plasmids. Negative controls included transfections lacking non-transfected cells and the AAV2 capsid expression plasmid. 図13Bは、イヌルブリシンをコードするAAV5ベクターのための小規模ベクター生成におけるベクター収量を示すグラフである。EGFP及びcLub発現カセットのためのプレウイルスプラスミドをAAV5キャプシド発現プラスミドと一緒にトランスフェクトした。FIG. 13B is a graph showing vector yields in small-scale vector generation for the AAV5 vector encoding inulbricin. Previral plasmids for the EGFP and cLub expression cassettes were transfected with the AAV5 capsid expression plasmid. 図14はrAAV5ベクターに由来するイヌルブリシンのin vitro発現を示す抗ルブリシンウェスタンブロットである。ヒト293細胞に多様な量のrAAV5/minCBA-cLub1を72時間感染させ、続いて条件付け培養液を濃縮した。AAV5/CBA-EGFP感染細胞の培養液を陰性コントロールとして用いた。プレウイルスルブリシン発現プラスミドをトランスフェクトした細胞の培養液を陽性コントロールとして用いた。FIG. 14 is an anti-lubricin western blot showing in vitro expression of inurubricin derived from the rAAV5 vector. Human 293 cells were infected with various amounts of rAAV5 / minCBA-cLub1 for 72 hours, followed by concentration of conditioned culture medium. A culture medium of AAV5 / CBA-EGFP infected cells was used as a negative control. The culture medium of cells transfected with the previrus rubrisin expression plasmid was used as a positive control. 図15は配列番号の要旨を示す表である。FIG. 15 is a table showing the summary of the sequence numbers. 図16はイヌ及びヒトルブリシンのアラインメントである。Figure 16 shows the alignment of dogs and human rubricin. 図16-1続き。Figure 16-1 continued. 図17は、MMRモデルを用いたイヌ滑液中の種々の時点におけるHAレベルを示すグラフである。OA誘発1週間前(pre)、誘発2週間後、並びに関節投与試験前(0日目)及び関節デリバリー試験の57、112、182日後に滑液を収集した。FIG. 17 is a graph showing HA levels at various time points in canine synovial fluid using the MMR model. Synovial fluid was collected 1 week before OA induction (pre), 2 weeks after induction, and before the joint administration test (day 0) and 57, 112, 182 days after the joint delivery test. 図18Aは、イヌOA関節の滑膜サンプルおけるベクター投与後182日のrAAV5ベクター検出及び発現を示すグラフである。FIG. 18A is a graph showing the detection and expression of the rAAV5 vector 182 days after the vector administration in the synovial sample of the canine OA joint. 図18Bは、イヌOA関節の軟骨(大腿顆)におけるベクター投与後182日のrAAV5ベクター検出及び発現を示すグラフである。FIG. 18B is a graph showing the detection and expression of the rAAV5 vector in the cartilage (femoral condyle) of the canine OA joint 182 days after the vector administration. 図18Cは、イヌMMR OAモデルにおける182日目の滑膜及び軟骨サンプルのrAAV5ベクターゲノム及びcHAS2 mRNA検出の要旨である。Figure 18C is a summary of the rAAV5 vector genome and cHAS2 mRNA detection in day 182 synovial and cartilage samples in a canine MMR OA model. 図19は、例としてPBS-及び2つのrAAV5/cHAS2-処理イヌ関節の内側から得られた軟骨表面のサフラニン-O染色切片を示す。FIG. 19 shows safranin-O stained sections of cartilage surface obtained from the inside of PBS- and two rAAV5 / cHAS2-treated dog joints as an example.

発明の詳細な説明
変形性関節症(OA)は、哺乳動物及びイヌの爬行のもっとも一般的な原因の1つであり、概算では1歳齢を超えるイヌの約20%が罹患する。OAは進行性で変性性の疾患であり、痛み、炎症及び関節可動性低下をもたらす。関節の潤滑さを改善し炎症及び痛みを減少させる新規で安全かつ効果的な治療法がOAの管理のために希求される。本明細書に開示するように、本出願人らは、関節での局所的かつ連続的な前記物質の生成を提供することを目標として、治療物質をコードする遺伝子をただ1回の関節内注射によってデリバリーするために組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを利用できることを見出した。rAAVベクターはAAV2及びAAV5キャプシド血清型を用いて作製され、イヌコドン最適化ヒアルロン酸(HA)シンターゼ-2(HAS2)をコードした。
22匹の健康な成犬(AAV2及びAAV5キャプシド血清型陰性)にrAAV2(1.5及び10x1011 vg/関節)、rAAV5(5x1011 vg/関節)又はPBS(コントロール)を関節内注射により投与した。有害な臨床的徴候はその後の28日間の試験の間には観察されなかった。組織病理学的分析ではrAAV5処理関節で最小限の滑膜炎症が示され、rAAV2処理グループでは有意な変化は示されなかった。ベクターゲノム(VG)が、全てのrAAV処理関節の滑膜及び大半の軟骨サンプルで検出された。rAAV5ベクターは、rAAV2と比較して両組織においてより高いVG検出及びmRNA発現をもたらした。予備的な分析で、被験関節の滑液におけるHAレベルの増加傾向もまた示された。要約すれば、我々の研究は、限られた数のイヌでただ1回の関節内注射で投与したときHAS2をコードするrAAV2及びrAAV5ベクターによりイヌ関節組織への遺伝子移転及び許容可能な安全性プロフィールを示した。
Detailed Description of the Invention Osteoarthritis (OA) is one of the most common causes of mammalian and dog repellency, affecting approximately 20% of dogs over 1 year of age. OA is a progressive and degenerative disease that results in pain, inflammation and reduced range of motion. New, safe and effective therapies that improve joint lubrication and reduce inflammation and pain are sought for the management of OA. As disclosed herein, Applicants have only one intra-articular injection of a gene encoding a therapeutic substance with the goal of providing local and continuous production of the substance in the joint. We have found that recombinant adeno-associated virus (AAV) vectors can be used for delivery. The rAAV vector was generated using the AAV2 and AAV5 capsid serotypes and encoded canine codon-optimized hyaluronic acid (HA) synthase-2 (HAS2).
Twenty-two healthy adult dogs (AAV2 and AAV5 capsid serotype negative) were administered rAAV2 (1.5 and 10x10 11 vg / joint), rAAV5 (5x10 11 vg / joint) or PBS (control) by intra-articular injection. No adverse clinical signs were observed during the subsequent 28-day study. Histopathological analysis showed minimal synovial inflammation in rAAV5-treated joints and no significant changes in the rAAV2-treated group. Vector genome (VG) was detected in the synovium of all rAAV-treated joints and most cartilage samples. The rAAV5 vector resulted in higher VG detection and mRNA expression in both tissues compared to rAAV2. Preliminary analysis also showed an increasing trend in HA levels in the synovial fluid of the test joint. In summary, our study conducted gene transfer to canine joint tissue and an acceptable safety profile by the rAAV2 and rAAV5 vectors encoding HAS2 when administered in a single intra-articular injection in a limited number of dogs. showed that.

イヌHAシンターゼ2:本発明のある特徴で、本開示は、AAVキャプシド及び一本鎖DNAゲノムを含む組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターを提供する。本開示のウイルスキャプシドは、関節細胞内への当該ベクターの取込み(その後の細胞核内への輸送を伴う)を付与し、治療物質の発現をもたらすことができる。いくつかの実施態様では、当該DNAゲノムは、動物宿主での当該治療遺伝子のin vivo発現のために、1つ以上の発現カセットにフランキングする1つ以上のAAV逆方向末端リピート(ITR)を含む。本発明のいくつかの実施態様では、ウイルス遺伝子は存在しないか又は当該rAAVゲノムから発現されないであろう。
本発明のいくつかの実施態様では、rAAVはいったん動物に投与されて当該動物の細胞に取り込まれた場合、当該rAAVゲノムは染色体外エピソームとして存続するであろう。いくつかの実施態様では、本開示のrAAVは関節細胞に長期間、例えば約1カ月、2カ月、3カ月、4カ月、5カ月、6カ月、7カ月、8カ月、9カ月、10カ月、11カ月、1年、2年、又は3年より長く(ただし前記に限定されない)存続できる。当該エピソームrAAVは発現し続けて治療物質の生成及び滑液中への分泌をもたらし、それによって関節へ直接的に当該物質の局所的及び連続的生成を提供するであろう。選択されたトランスジーン生成物は、関節の潤滑さを高め、痛み及び軟骨分解を軽減することによって関節の健康を促進することができる。
Canine HA synthase 2 : In one feature of the invention, the disclosure provides a recombinant adeno-associated virus (rAAV) vector containing an AAV capsid and a single-stranded DNA genome. The viral capsids of the present disclosure can confer uptake of the vector into joint cells (with subsequent transport into the cell nucleus) and result in expression of the therapeutic agent. In some embodiments, the DNA genome has one or more AAV reverse end repeats (ITRs) flanked into one or more expression cassettes for in vivo expression of the therapeutic gene in an animal host. include. In some embodiments of the invention, the viral gene will be absent or will not be expressed from the rAAV genome.
In some embodiments of the invention, once rAAV is administered to an animal and incorporated into the animal's cells, the rAAV genome will survive as an extrachromosomal episome. In some embodiments, the rAAVs of the present disclosure are applied to joint cells over a long period of time, eg, about 1 month, 2 months, 3 months, 4 months, 5 months, 6 months, 7 months, 8 months, 9 months, 10 months, Can survive for longer than (but not limited to) 11 months, 1 year, 2 years, or 3 years. The episome rAAV will continue to be expressed leading to the production and secretion of the therapeutic substance into the synovial fluid, thereby providing local and continuous production of the substance directly to the joint. The selected transgene products can promote joint health by increasing joint lubricity and reducing pain and cartilage degradation.

本発明の別の特徴では、本開示はその必要がある動物を治療する方法を提供し、前記方法は、本開示のrAAVの治療的に有効な量を動物に投与する工程を含む。いくつかの実施態様では、当該方法はイヌに提唱生成物をその罹患関節に直接投与する工程を含む。いくつかの実施態様では、動物の症状で顕著な改善に影響を与えるためにはただ1回の治療で十分である。
他の実施態様では、治療は繰り返される。いくつかの実施態様では、治療は最初の投与から2-3週間以内に繰り返され、他の実施態様では、第二の投与は最初の投与後3週間を超えて与えられる。いくつかの関連する実施態様では、第二の用量は同じ治療遺伝子を有するrAAVの投与を含み、当該rAAVは最初の治療と同じ血清型キャプシドを含む。他の関連する実施態様では、第二の用量は同じ治療遺伝子を有するrAAVの投与を含むが、当該rAAVは最初の投与と異なる血清型キャプシドを含む。いくつかの実施態様では、rAAVは血清型5のキャプシドを有する。関連する実施態様(反復投与が所望される)では、最初の用量は血清型5のキャプシドを有するrAAVの投与を含むことができ、第二の用量は血清型5のキャプシドを有するrAAVの投与を含むことができる。
複数の特徴では、変形性関節症の関節におけるHAS2タンパク質の過剰発現が滑液中のHAレベルを上昇させ、HAの潤滑特性、抗炎症特性及び痛み緩和特性の増強によって関節の健康を増進する。HAS2の過剰発現は、多様な細胞タイプによる培養液中のHAレベルの上昇をin vitroでもたらすことが示された。前記は、CHO、293及びCOS細胞を用い安定的又は一過性トランスフェクションのどちらかとして示された。関節でHAのin vivo過剰発現を提供するために、HAS2発現カセットをコードするrAAVベクターを用いることによりHAS2 cDNAを軟骨及び/又は滑膜(正常なHA合成部位)にデリバリーすることができる。いずれの理論にも拘束されないが、細胞への遺伝子の導入は、HAS2の持続的発現及びその後のHA生成をHAS2発現カセットに提供するであろう。当該治療ベクターは遍在性プロモーターを含むであろうから、当該ベクターは、内因性HAS2プロモーターとは異なり変形性関節症関節に存在する炎症媒介物質によるダウンレギュレーションに支配されないであろう。ベクターが関節内注射によって投与されるとき、当該ベクターは多様な細胞タイプ(主要な細胞タイプは滑膜細胞である)の形質導入を生じることができる。ついに、HA合成のためにはHAS2だけで十分であることが示され、他の不随するタンパク質又は成分はin vitroでのHA産生に不要であると考えられる(Yoshida et al.)。
In another feature of the invention, the disclosure provides a method of treating an animal in need thereof, said method comprising administering to the animal a therapeutically effective amount of rAAV of the present disclosure. In some embodiments, the method comprises administering to the dog the proposed product directly to the affected joint. In some embodiments, a single treatment is sufficient to affect a significant improvement in animal symptoms.
In other embodiments, the treatment is repeated. In some embodiments, the treatment is repeated within 2-3 weeks of the first dose, in other embodiments the second dose is given more than 3 weeks after the first dose. In some related embodiments, the second dose comprises administration of rAAV with the same therapeutic gene, which rAAV comprises the same serotype capsid as the first treatment. In another related embodiment, the second dose comprises administration of rAAV with the same therapeutic gene, but the rAAV comprises a serotype capsid different from the first administration. In some embodiments, rAAV has a serotype 5 capsid. In a related embodiment (repeated administration is desired), the first dose can include administration of rAAV with a serotype 5 capsid and the second dose can include administration of rAAV with a serotype 5 capsid. Can include.
In multiple features, overexpression of HAS2 protein in osteoarthritis joints increases synovial fluid HA levels and enhances joint health by enhancing HA lubrication, anti-inflammatory and pain-relieving properties. Overexpression of HAS2 has been shown to result in increased HA levels in cultures in vitro by various cell types. The above has been shown as either stable or transient transfection with CHO, 293 and COS cells. To provide in vivo overexpression of HA in joints, HAS2 cDNA can be delivered to cartilage and / or synovium (normal HA synthesis site) by using the rAAV vector encoding the HAS2 expression cassette. Without being bound by any theory, introduction of the gene into the cell will provide sustained expression of HAS2 and subsequent HA production in the HAS2 expression cassette. Since the therapeutic vector will contain a ubiquitous promoter, the vector will not be dominated by downregulation by inflammation mediators present in osteoarthritis joints, unlike the endogenous HAS2 promoter. When a vector is administered by intra-articular injection, the vector can result in transduction of a variety of cell types, the major cell type being synovial cells. Finally, HAS2 alone has been shown to be sufficient for HA synthesis, and other contradictory proteins or components are believed to be unnecessary for HA production in vitro (Yoshida et al.).

イヌルブリシン:複数の特徴で、変形性関節症の関節におけるルブリシン産生は、イヌの変形性関節症(OA)の潜在的治療としてルブリシンをコードする組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターの関節内デリバリーによって増加する。ルブリシンは、潤滑剤として機能し関節の軟骨性表面を保護する大きな分泌糖タンパク質である。本明細書では、完全長のイヌルブリシンのcDNAの発見及び作製が記載される。前記cDNAを用いて、イヌルブリシンの短縮されたコドン最適化バージョン(cLub1co)を設計した。続いて、後者(短縮コドン最適化バージョン)を用いて多様なルブリシン発現プラスミドを構築した。HEK293細胞にトランスフェクトした後で、ルブリシンmRNA及びタンパク質生成についてこれらのプラスミドの特徴を明らかにした。データは、各構築物に由来するルブリシンmRNA及び分泌ルブリシンの両方の産生を明示した。cLub1co発現カセットを用いてrAAVベクターを作製し、rAAV/cLub1ベクター生成の実行可能性を示した。この合成構築物をHEK293細胞に感染させ、イヌルブリシンを分泌させた。
本明細書に記載した方法及び組成物はまた変形性関節症の治療的処置に用いることができる。“治療”又は“治療的処置”という用語は、それらが変形性関節症に関するとき、さらにそれらが本明細書で及び獣医学分野で用いられるときは、既に変形性関節症を罹患しているか又は変形性関節症から回復中の(例えば回復期にある)対象動物の治療、治療の支援及び/又は治療の加速、又は変形性関節症を有すると診断されたか又は変形性関節症のリスクがある対象動物の軟骨減少を遅らせる及び/又は軟骨減少を逆行させることを目指す治療に関する。治療の重要な目的は、軟骨及び骨減少への発生リスクを減少させることである。本明細書で用いられるように、対象動物が変形性関節症に関連する進行性軟骨減少を罹患すると合理的に予想される場合、対象動物は変形性関節症を罹患している、又は変形性関節症発症リスクがあると称される。個々の対象動物が変形性関節症を罹患しているか否か、又は変形性関節症発症のリスクがあるか否かは、対応する獣医学又は医学分野の習熟者によって容易に決定することができる。
Inulbricin : In multiple features, lubricin production in osteoarthritis joints is achieved by intra-articular delivery of a recombinant adeno-associated virus (rAAV) vector that encodes lubricin as a potential treatment for canine osteoarthritis (OA). To increase. Lubricin is a large secreted glycoprotein that acts as a lubricant and protects the cartilage surface of joints. This specification describes the discovery and production of full-length inulbricin cDNA. Using the cDNA, a shortened codon-optimized version of inulbricin (cLub1co) was designed. Subsequently, a variety of rubricin expression plasmids were constructed using the latter (shortened codon-optimized version). After transfection into HEK293 cells, these plasmids were characterized for rubricin mRNA and protein production. The data demonstrated the production of both lubricin mRNA and secreted rubricin from each construct. An rAAV vector was prepared using the cLub1co expression cassette, and the feasibility of rAAV / cLub1 vector generation was shown. This synthetic construct was infected with HEK293 cells to secrete inulbricin.
The methods and compositions described herein can also be used in the therapeutic treatment of osteoarthritis. The terms "therapeutic" or "therapeutic treatment" are either already suffering from osteoarthritis when they relate to osteoarthritis, and when they are used herein and in the veterinary field. Treatment, support and / or accelerated treatment of the subject animal recovering from osteoarthritis (eg, in recovery), or diagnosed with osteoarthritis or at risk of osteoarthritis Regarding treatments aimed at delaying and / or reversing cartilage loss in the subject animal. An important goal of treatment is to reduce the risk of developing cartilage and bone loss. As used herein, if the subject is reasonably expected to suffer from progressive cartilage loss associated with osteoarthritis, the subject is suffering from osteoarthritis or is degenerative. It is said that there is a risk of developing arthritis. Whether or not an individual subject animal has osteoarthritis or is at risk of developing osteoarthritis can be easily determined by the corresponding veterinary or medical expert. ..

本明細書に記載する方法及び組成物はまた変形性関節症の予防的処置のために用いることができる。“予防(prevention, prophylaxsis)”及び“予防的処置(preventative treatment, prophylactic treatment)”という用語は、それらが変形性関節症に関するとき、さらにそれらが本明細書で及びヒトと獣医医学の分野で用いられるとき、健康な対象動物又は無関係の疾患に罹患した対象動物(ただし前記対象動物は変形性関節症のリスクがあると考えられる)の処置に関する。
本明細書に記載されるものは変形性関節症のための治療法及び予防的処置であり、前記は、HAS又はルブリシンポリペプチドをin vivoで発現することができるベクターを含む医薬組成物、並びにヒアルロン酸又はルブリシン濃度の持続的増加を関節で誘発して軟骨減少を軽減又は除去する方法及び組成物を利用する。
本明細書で用いられるように、ある量の医薬組成物の投与が、変形性関節症を罹患する対象哺乳動物で当該疾患の臨床的徴候又は測定可能マーカーの有意な改善を引き起こすために十分である場合、当該組成物は“治療有効性”を有する、又は“治療的に有効”であると言われる。本明細書で用いられるように、ある量の医薬組成物の投与が対象動物で変形性関節症の発症を予防するために十分である場合、当該組成物は、“予防的有効性”を有する、又は“有効”であると言われる。
本明細書に記載されるものはまた、HAS若しくはルブリシン、又は前記の変種、フラグメント若しくは組合せを宿主でin vivo発現できるベクターである。複数の実施態様で、本発明で使用されるHAS又はルブリシンポリペプチドは、目的の標的種に概ね適合する(例えば、イヌHAS2をコードするベクターがOAを罹患するイヌにデリバリーされる)。
The methods and compositions described herein can also be used for the prophylactic treatment of osteoarthritis. The terms "prevention, prophylaxsis" and "preventative treatment, prophylactic treatment" are used when they relate to osteoarthritis and as they are used herein and in the field of human and veterinary medicine. When the subject is healthy or suffering from an unrelated disease, the subject animal is considered to be at risk of osteoarthritis.
Described herein are therapeutic and prophylactic treatments for osteoarthritis, the pharmaceutical composition comprising a vector capable of expressing HAS or lubricin polypeptide in vivo, as well as the pharmaceutical compositions. Utilize methods and compositions that induce a sustained increase in hyaluronic acid or lubricin levels in joints to reduce or eliminate cartilage loss.
As used herein, administration of an amount of the pharmaceutical composition is sufficient to cause a significant improvement in clinical signs or measurable markers of the disease in the subject mammal suffering from osteoarthritis. In some cases, the composition is said to have "therapeutic efficacy" or is said to be "therapeutically effective". As used herein, a composition has "preventive efficacy" if administration of an amount of the pharmaceutical composition is sufficient to prevent the development of osteoarthritis in the subject animal. , Or is said to be "effective".
Also described herein are HAS or lubricin, or vectors capable of in vivo expression of the variants, fragments or combinations described above in a host. In a plurality of embodiments, the HAS or lubricin polypeptide used in the present invention is generally compatible with the target species of interest (eg, a vector encoding canine HAS2 is delivered to dogs suffering from OA).

本明細書に記載する“変種”、“誘導体”などを例示すれば、HAS及びルブリシン変種、誘導体などが含まれ(ただし前記に限定されない)、それらは、本明細書に開示するヌクレオチド配列と厳密には同じではないが、ヌクレオチド配列の変化がコードされるアミノ酸配列を変化させないか、又は当該変化がアミノ酸残基の保存的置換、1つ又はいくつかのアミノ酸の欠失若しくは付加、当該コードされるポリペプチドの特性に有意な影響を与えないアミノ酸アナローグによるアミノ酸残基の置換(例えば変種又は誘導体は、野生型ポリペプチドの所望の活性の約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%を超える活性又は100%の活性を有する)などを生じるヌクレオチド配列によってコードされる。保存的アミノ酸置換の例には、グリシン/アラニン置換;バリン/イソロイシン/ロイシン置換;アスパラギン/グルタミン置換;アスパラギン酸/グルタミン酸置換;セリン/スレオニン/メチオニン置換;リジン/アルギニン置換;及びフェニルアラニン/チロシン/トリプトファン置換が含まれる。機能的なHAS又はルブリシン誘導体を生じる他のタイプの置換、変型、付加、欠失及び誘導体もまた本明細書に記載され、当業者は、そのような変種又は誘導体をどのように作製し認定し又は選別するべきか、さらにそのような変種又は誘導体のHAS又はルブリシン活性をどのように試験するべきかを容易に知るであろう。当業者は、本発明のHAS又はルブリシンポリペプチドの発現を最適化することができる。例えば、隠れたスプライス部位の除去、開始コドンの前にKozakコンセンサス配列を導入することによるコドン使用頻度の適応、コドン使用頻度の変更(ただし前記に限定されない)、又は前記の組合せは発現を改善する。 Examples of "variants", "derivatives", etc. described herein include, but are not limited to, HAS and rubricin variants, derivatives, etc., which are exactly the same as the nucleotide sequences disclosed herein. Not the same as, but changes in the nucleotide sequence do not change the amino acid sequence, or the changes are conservative substitutions of amino acid residues, deletion or addition of one or several amino acids, the said change. Substitution of amino acid residues by an amino acid analog that does not significantly affect the properties of the polypeptide (eg, variants or derivatives are about 10%, 20%, 30%, 40%, 50% of the desired activity of the wild-type polypeptide. It is encoded by a nucleotide sequence that yields%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99% or more activity or 100% activity). Examples of conservative amino acid substitutions are glycine / alanine substitution; valine / isoleucine / leucine substitution; aspartic acid / glutamine substitution; aspartic acid / glutamic acid substitution; serine / threonine / methionine substitution; lysine / arginine substitution; and phenylalanine / tyrosine / tryptophan. Substitution is included. Other types of substitutions, variants, additions, deletions and derivatives that give rise to functional HAS or rubricin derivatives are also described herein and one of ordinary skill in the art will recognize how such variants or derivatives are made. Or it should be screened and it will be readily known how to test the HAS or lubricin activity of such variants or derivatives. One of ordinary skill in the art can optimize the expression of the HAS or lubricin polypeptide of the present invention. For example, removal of hidden splice sites, adaptation of codon frequency by introducing a Kozak consensus sequence before the start codon, modification of codon frequency (but not limited to the above), or a combination of the above improves expression. ..

本発明で使用されるベクターは、配列番号:2に示されるアミノ酸配列を含むイヌHAS2ポリペプチドをコードする核酸配列を含むことができる。いくつかの実施態様では、イヌHAS2ポリペプチドは、配列番号:2と少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%相同性若しくは同一性を有するイヌHAS2変種である。
本発明で使用されるベクターは、配列番号:7に示されるアミノ酸配列セットを含むイヌルブリシンポリペプチドを含むことができる。いくつかの実施態様では、イヌルブリシンポリペプチドは、配列番号:7と少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%相同性若しくは同一性を有するイヌルブリシン変種である。
配列同一性又は相同性は、オーバーラップ及び同一性を最大にするが配列ギャップを最少にするようにアラインメントしたときに配列を比較することによって決定できる。特に、配列同一性は多数の数学アルゴリズムのいずれかを用いて決定できる。2つの配列の比較に用いられる数学アルゴリズムの非限定的な例は、Karlin & Altschulのアルゴリズム(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1990, 87, 2264-2268)であり、前記アルゴリズムは、Karlin & Altschulによって改変されている(Karlin & Altschul, Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1993,90, 5873-5877)。
配列の比較に用いられる数学アルゴリズムの別の例は、Myers & Millerのアルゴリズムである(Myers & Miller, CABIOS 1988,4, 11-17)。そのようなアルゴリズムはALIGNプログラム(バージョン2.0)に取り込まれている(ALIGNプログラムはGCG配列アラインメントソフトウエアパッケージの部分である)。アミノ酸配列の比較にALIGNプログラムを利用するときは、PAM120ウェイト残基表、ギャップ長ペナルティ、12及びギャップペナルティ、4を用いることができる。局所配列類似性及びアラインメントについて領域を識別するさらに別の有用なアルゴリズムは、Pearson & Lipmanが記載したFASTAアルゴリズムである(Pearson & Lipman, Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1988, 85, 2444-2448)。
The vector used in the present invention can include a nucleic acid sequence encoding a canine HAS2 polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. In some embodiments, the canine HAS2 polypeptide has SEQ ID NO: 2, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, A canine HAS2 variant with at least 98%, or at least 99% homology or identity.
The vector used in the present invention can include an inulbricin polypeptide comprising the amino acid sequence set set forth in SEQ ID NO: 7. In some embodiments, the inulbricin polypeptide is SEQ ID NO: 7, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, An inulbricin variant having at least 98%, or at least 99% homology or identity.
Sequence identity or homology can be determined by comparing sequences when aligned to maximize overlap and identity but minimize sequence gaps. In particular, sequence identity can be determined using any of a number of mathematical algorithms. A non-limiting example of a mathematical algorithm used to compare two sequences is Karlin &Altschul's algorithm (Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1990, 87, 2264-2268), which is Karlin & Altschul. Modified by Altschul (Karlin & Altschul, Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1993,90, 5873-5877).
Another example of a mathematical algorithm used to compare arrays is the Myers & Miller algorithm (Myers & Miller, CABIOS 1988, 4, 11-17). Such algorithms are included in the ALIGN program (version 2.0) (the ALIGN program is part of the GCG sequence alignment software package). When utilizing the ALIGN program to compare amino acid sequences, the PAM120 weight residue table, gap length penalty, 12 and gap penalty, 4 can be used. Yet another useful algorithm for identifying regions for local sequence similarity and alignment is the FASTA algorithm described by Pearson & Lipman (Pearson & Lipman, Proc. Natl.Acad.Sci.USA 1988, 85, 2444-2448). ).

概して、アミノ酸配列の比較は、既知構造のポリペプチドのアミノ酸配列を未知構造のポリペプチドのアミノ酸配列とアラインメントすることによって達成できる。続いて配列中のアミノ酸を比較し、相同なアミノ酸グループを一緒のグループに分ける。この方法はポリペプチドの保存領域を検出し、アミノ酸挿入及び欠失を明らかにする。アミノ酸配列間の相同性は市販のアルゴリズムを用いることによって決定できる(上記の相同性に関する記載もまた参照されたい)。本明細書に特に記載したものの他に、BLAST、ギャップ付加BLAST、BLASRN、BLASTP、及びPSI-BLASTプログラム(国立生物工学情報センターによって提供される)もまた言及しておく。これらのプログラムは本目的のために当業界で広く用いられ、2つのアミノ酸配列の相同な領域をアラインメントすることができる。
これら一揃いの検索プログラムの全てで、ギャップ付加アラインメントルーチンはデータベースの検索そのものにとって必須である。ギャップ付加は所望の場合には停止することができる。長さが1のギャップのための初期設定ペナルティ(Q)は、タンパク質及びBLASTPについてはQ=1であり、BLASTNについてはQ=10であるが、任意の整数に変更してもよい。ギャップを伸長するための初期設定一残基ペナルティ(R)は、タンパク質及びBLASTPについてはR=2であり、BLASTNについてはR=10であるが、任意の整数に変更してもよい。Q及びRについての値を任意に組み合わせて、オーバーラップ及び同一性を最大にするが配列ギャップを最少にするように配列をアラインメントすることができる。初期設定アミノ酸比較マトリックスはBLOSUM62であるが、他のアミノ酸比較マトリックス(例えばPAM)も利用できる。
In general, amino acid sequence comparisons can be achieved by aligning the amino acid sequence of a known structure polypeptide with the amino acid sequence of an unknown structure polypeptide. Then, the amino acids in the sequence are compared, and the homologous amino acid groups are divided into the same group. This method detects conserved regions of the polypeptide and reveals amino acid insertions and deletions. Homology between amino acid sequences can be determined using commercially available algorithms (see also the description of homology above). In addition to those specifically described herein, BLAST, gap-added BLAST, BLASRN, BLASTP, and PSI-BLAST programs (provided by the National Center for Biotechnology Information) are also mentioned. These programs are widely used in the art for this purpose and can align homologous regions of two amino acid sequences.
In all of these sets of search programs, the gap addition alignment routine is essential for the database search itself. Gap addition can be stopped if desired. The initial penalty (Q) for a gap of length 1 is Q = 1 for protein and BLASTP and Q = 10 for BLASTN, but may be changed to any integer. The initial setting one-residue penalty (R) for extending the gap is R = 2 for proteins and BLASTP and R = 10 for BLASTN, but may be changed to any integer. Any combination of values for Q and R can be used to align the sequences to maximize overlap and identity but minimize sequence gaps. The default amino acid comparison matrix is BLOSUM62, but other amino acid comparison matrices (eg PAM) are also available.

“タンパク質”、“ポリペプチド”及び“ポリペプチドフラグメント”という用語は本明細書では互換的に用いられ、任意の長さのアミノ酸残基ポリマーを指す。
本明細書で用いられるように、“ポリヌクレオチド”という用語は、ヌクレオチドの任意の長さのポリマー形を指し、前記はデオキシリボヌクレオチド又はリボヌクレオチドを含む。
本明細書で用いられる“ベクター”という用語は、組換えDNA又はRNAプラスミド若しくはウイルスを指し、前記は、標的細胞に例えばin vivoでデリバリーされるべき異種ポリヌクレオチドを含む。異種ポリヌクレオチドは治療目的のために対象の配列を含むことができ、場合によって発現カセットの形態であってもよい。本明細書で用いられるように、“ベクター”は最終的な標的細胞又は対象動物で複製能力を有する必要はない。
本明細書で用いられる“組換え体”という用語は半合成又は合成起源のポリヌクレオチドを意味し、前記は天然に存在しないか又は天然には見出されない編成で別のポリヌクレオチドに連結される。
本明細書で用いられる“異種”という用語は、ある実体が比較される当該実体の残りの部分と遺伝的に別個である実体に由来することを意味する。例えば、遺伝子操作によってあるポリヌクレオチドを異なる供給源に由来するプラスミド又はベクター内に配置することができ、したがって当該ポリヌクレオチドは異種ポリヌクレオチドである。その本来のコード配列から取り出され、当該本来の配列以外のコード配列に作動できるように連結されたプロモーターは、したがって異種プロモーターである。
本発明にしたがって使用されるポリヌクレオチドは、例えば同じ転写ユニット内の追加のコード配列、制御エレメント(例えばプロモーター)、リボソーム結合部位、転写終了因子、ポリアデニル化部位、同じ若しくは異なるプロモーターの制御下の追加の転写ユニット、宿主細胞のクローニング、発現、相同組換えを可能にする配列のような追加の配列、及び本発明の実施態様を提供するために所望することができる任意の構築物を含むことができる。
The terms "protein", "polypeptide" and "polypeptide fragment" are used interchangeably herein to refer to an amino acid residue polymer of any length.
As used herein, the term "polynucleotide" refers to a polymeric form of any length of nucleotide, said said to include deoxyribonucleotides or ribonucleotides.
As used herein, the term "vector" refers to recombinant DNA or RNA plasmids or viruses, which include heterologous polynucleotides to be delivered, for example, in vivo to target cells. The heterologous polynucleotide can contain the sequence of interest for therapeutic purposes and may optionally be in the form of an expression cassette. As used herein, the "vector" need not be capable of replicating in the final target cell or animal of interest.
As used herein, the term "recombinant" means a polynucleotide of semi-synthetic or synthetic origin, which is linked to another polynucleotide in an organization that is not naturally present or found in nature. ..
As used herein, the term "heterogeneous" means that an entity is derived from an entity that is genetically distinct from the rest of the entity being compared. For example, genetic engineering can place a polynucleotide within a plasmid or vector from a different source, thus the polynucleotide is a heterologous polynucleotide. A promoter taken from its original coding sequence and ligated to act on a coding sequence other than that original sequence is therefore a heterologous promoter.
Polynucleotides used in accordance with the present invention are, for example, additional coding sequences within the same transcription unit, regulatory elements (eg, promoters), ribosome binding sites, transcription termination factors, polyadenylation sites, additions under the control of the same or different promoters. Transcriptional units, additional sequences such as sequences that allow cloning, expression, homologous recombination of host cells, and any constructs that can be desired to provide embodiments of the invention can be included. ..

ある特徴では、本開示は、変形性関節症を罹患する又は変形性関節症のリスクがある対象哺乳動物を治療する方法を提供し、前記方法は、骨保護性又は骨再生性ポリペプチドをコードし、場合によってプロモーターに作動できるように連結された核酸配列を含むアデノ随伴ウイルス(AAV)の治療的に有効な量を前記対象哺乳動物に投与する工程を含み、ここで、当該ポリペプチドは当該対象哺乳動物でOAの症状を緩和又は予防するために有効な量で、in vivoで発現される。いくつかの実施態様では、投与は関節内ルートによる。
いくつかの実施態様では、ポリペプチドは、ヒアルロン酸シンターゼ(HAS)(HAS2を含む)、ルブリシン、インターロイキン-1受容体(IL-1R)アンタゴニスト、インスリン様増殖因子1(IGF-1)、線維芽細胞増殖因子2(FGF-2)、形質転換増殖因子ベータ1(TGFβ1)、骨形成タンパク質7(BMP7)、グルコサミン-フルクトース-6-ホスフェートアミノトランスフェラーゼ(GFAT)、インターロイキン10(IL-10)、ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)、前記の生物学的に活性な切端形、又は前記の組合せをコードすることができる。ある実施態様では、対象哺乳動物はヒト、イヌ又はネコでもよい。具体的な実施態様では、対象動物はイヌである。
いくつかの実施態様では、対象哺乳動物は慢性変形性関節症を罹患しているか、又はその発症リスクがある。
In certain features, the present disclosure provides a method of treating a subject mammal suffering from or at risk of osteoarthritis, wherein the method encodes a bone-protective or regenerative polypeptide. And optionally comprising administering to said subject mammal a therapeutically effective amount of adeno-associated virus (AAV) comprising a nucleic acid sequence ligated to act on a promoter, wherein the polypeptide is said to be said. It is expressed in vivo in an amount effective for alleviating or preventing the symptoms of OA in the target mammal. In some embodiments, administration is by the intra-articular route.
In some embodiments, the polypeptide is hyaluronic acid synthase (HAS) (including HAS2), lubricin, interleukin-1 receptor (IL-1R) antagonist, insulin-like growth factor 1 (IGF-1), fiber. Blast growth factor 2 (FGF-2), transforming growth factor beta 1 (TGFβ1), bone-forming protein 7 (BMP7), glucosamine-fluctose-6-phosphate aminotransferase (GFAT), interleukin 10 (IL-10) , Hemoxygenase-1 (HO-1), the biologically active incisal form described above, or the combination described above. In certain embodiments, the target mammal may be a human, dog or cat. In a specific embodiment, the target animal is a dog.
In some embodiments, the subject mammal suffers from or is at risk of developing chronic osteoarthritis.

他の実施態様では、ポリペプチドはイヌHAS2又はイヌルブリシンである。いくつかの実施態様では、HAS2ポリペプチドをコードする核酸配列は、配列番号:3に示される配列と少なくとも90%同一性を有する配列を有するか、又はルブリシンポリペプチドをコードする核酸配列は、配列番号:6に示される配列と少なくとも90%同一性を有する配列を有する。
いくつかの実施態様では、HAS2ポリペプチドは配列番号:2に示されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施態様では、HAS2ポリペプチドは、配列番号:2に示される配列と少なくとも90%同一性を有するポリペプチド、そのフラグメント、変種及びホモローグ(前記は対象動物で各々in vivo HAS活性を示す)から選択されるアミノ酸配列を有する。“HAS活性”は生物学的に活性なヒアルロン酸の生成を意味する。
いくつかの実施態様では、AAVベクターは5’から3’に向けて以下のエレメントを含む:5’AAV ITR、スタッファー、CBA、イントロン(IN)、cHAS2コドン最適化cDNA、ポリアデニル化シグナル(pA)、及び3’AAV ITR。
いくつかの実施態様では、ルブリシンポリペプチドは配列番号:7に示されるアミノ酸配列を含む。他の実施態様では、ルブリシンポリペプチドは、配列番号:7に示される配列と少なくとも90%同一性を有するポリペプチド、そのフラグメント、変種及びホモローグ(前記は対象動物で各々in vivoルブリシン活性を示す)から選択されるアミノ酸配列を有する。“ルブリシン活性”は、内因的に産生されるルブリシンと実質的に同じ態様でかつ実質的に同じ程度で潤滑さを提供することを意味する。そのような潤滑性活性は当業界で公知の技術にしたがって測定できる(例えば以下を参照されたい:Swan, DA et al.Biochem J.1985 Jan 1; 225(1): 195-201)。
いくつかの実施態様では、プロモーターは、CMV IEプロモーター、RSVプロモーター、HSV-1 TKプロモーター、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、アデノウイルス主要後期プロモーター、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、α-1アンチトリプシン遺伝子プロモーター、アルブミン遺伝子プロモーター、コラゲナーゼ遺伝子プロモーター、エラスターゼI遺伝子プロモーター、CBAプロモーター、β-アクチン遺伝子プロモーター、β-グロビン遺伝子プロモーター、γ-グロビン遺伝子プロモーター、α-フェトプロテイン遺伝子プロモーター、及び筋クレアチンキナーゼ(CK)遺伝子プロモーターから成る群から選択できる。
さらに他の実施態様では、AAVはAAV2又はAAV5キャプシドを含む。
In another embodiment, the polypeptide is canine HAS2 or canine lubricin. In some embodiments, the nucleic acid sequence encoding the HAS2 polypeptide has a sequence that is at least 90% identical to the sequence set forth in SEQ ID NO: 3, or the nucleic acid sequence encoding the rubricin polypeptide is a sequence. It has a sequence that is at least 90% identical to the sequence shown in number: 6.
In some embodiments, the HAS2 polypeptide comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. In some embodiments, the HAS2 polypeptide exhibits at least 90% identity with the sequence set forth in SEQ ID NO: 2, fragments, variants and homologues thereof, each of which exhibits in vivo HAS activity in a subject animal. ) Has an amino acid sequence selected from. "HAS activity" means the production of biologically active hyaluronic acid.
In some embodiments, the AAV vector comprises the following elements from 5'to 3': 5'AAV ITR, stuffer, CBA, intron (IN), cHAS 2-codon optimized cDNA, polyadenylation signal (pA). , And 3'AAV ITR.
In some embodiments, the rubricin polypeptide comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7. In another embodiment, the rubrisin polypeptide is a polypeptide having at least 90% identity with the sequence set forth in SEQ ID NO: 7, fragments, variants and homologues thereof (the above, each exhibiting in vivo rubrisin activity in a subject animal). Has an amino acid sequence selected from. "Lubricin activity" means providing lubrication in substantially the same manner and to substantially the same degree as endogenously produced lubricin. Such lubricity activity can be measured according to techniques known in the art (see, eg, Swan, DA et al. Biochem J.1985 Jan 1; 225 (1): 195-201).
In some embodiments, the promoters are CMV IE promoter, RSV promoter, HSV-1 TK promoter, SV40 early promoter, SV40 late promoter, adenovirus major late promoter, phosphoglycerate kinase gene promoter, metallothioneine gene promoter, α- 1 Antitrypsin gene promoter, albumin gene promoter, collagenase gene promoter, elastase I gene promoter, CBA promoter, β-actin gene promoter, β-globin gene promoter, γ-globin gene promoter, α-fetoprotein gene promoter, and muscle creatin kinase (CK) You can choose from the group consisting of gene promoters.
In yet another embodiment, the AAV comprises an AAV2 or AAV5 capsid.

別の特徴では、本開示は、哺乳動物(例えばヒト又はイヌ動物)の軟骨細胞及び/又は滑膜細胞の両方でヒアルロン酸の産生を増加させる方法を提供する。ある実施態様では、当該方法は、rAAVベクターゲノム(HAS2をコードする核酸を含む)を含む組換えAAV(“rAAV”)を哺乳動物(例えばヒト又はイヌ)に投与する工程、HAS2酵素が発現されてその後追加のヒアルロン酸の生成を触媒するために十分な時間を許容し、それによって当該哺乳動物のヒアルロン酸レベルを増加させる工程を含むことができる。
本開示はまた、哺乳動物(例えばヒト又はイヌ動物)の軟骨細胞及び/又は滑膜細胞の両方でルブリシンポリペプチドの産生を増加させる方法を提供する。ある実施態様では、当該方法は、rAAVベクターゲノム(ルブリシンをコードする核酸を含む)を含むrAAVを哺乳動物(例えばヒト又はイヌ動物)に投与する工程、ルブリシンが発現されるために十分な時間を許容し、それによってイヌのルブリシンレベルを増加させる工程を含むことができる。
ある実施態様では、HAS2は、HAS2をコードする核酸を含むrAAVの投与後に十分な量で生成され、哺乳動物(例えばヒト又はイヌ)のOAの症状を治療又は予防する。
別の実施態様では、ルブリシンは、ルブリシンをコードする核酸を含むrAAVの投与後に十分な量で生成され、哺乳動物(例えばヒト又はイヌ)のOAの症状を治療又は予防する。
ある実施態様では、HAレベルは、健康な哺乳動物(例えばヒト又はイヌ)で見いだされるレベルに回復する。当業者は多様な参考文献を調べてどのようなHAレベルが健康な動物で見いだされるかを知ることができる(例えば、Smith, GN et al.Arthritis Rheum.1998;41:976-985;Balazs E et al.Disorders of the Knee.Philadelphia: J B Lippincott; 1982.pp.61-74)。
別の実施態様では、ルブリシンレベルは、健康な哺乳動物(例えばヒト又はイヌ)で見いだされるレベルに回復する。
In another feature, the present disclosure provides a method of increasing hyaluronic acid production in both chondrocytes and / or synovial cells of a mammal (eg, human or dog animal). In certain embodiments, the method expresses a step of administering a recombinant AAV (“rAAV”) containing an rAAV vector genome (including a nucleic acid encoding HAS2) to a mammal (eg, human or dog), the HAS2 enzyme. The step may then allow sufficient time to catalyze the production of additional hyaluronic acid, thereby increasing hyaluronic acid levels in the mammal.
The present disclosure also provides a method of increasing the production of rubricin polypeptide in both mammalian (eg, human or dog) chondrocytes and / or synovial cells. In certain embodiments, the method comprises administering rAAV containing the rAAV vector genome (including a nucleic acid encoding lubricin) to a mammal (eg, a human or dog), sufficient time for lubricin to be expressed. Tolerate and thereby increase canine rubricin levels can be included.
In certain embodiments, HAS2 is produced in sufficient amount after administration of rAAV containing a nucleic acid encoding HAS2 to treat or prevent the symptoms of OA in a mammal (eg, human or dog).
In another embodiment, lubricin is produced in sufficient amount after administration of rAAV containing the nucleic acid encoding lubricin to treat or prevent the symptoms of OA in mammals (eg, humans or dogs).
In certain embodiments, HA levels are restored to the levels found in healthy mammals (eg, humans or dogs). Those skilled in the art can examine various references to find out what HA levels are found in healthy animals (eg Smith, GN et al. Arthritis Rheum. 1998; 41: 976-985; Balazs E. et al. Disorders of the Knee. Philadelphia: JB Lippincott; 1982.pp.61-74).
In another embodiment, lubricin levels are restored to the levels found in healthy mammals (eg, humans or dogs).

別の特徴では、本開示は、OAを罹患しているか又は発症リスクがあるイヌを治療する方法を提供し、前記方法は、プロモーターに作動できるように連結された、HAS2又はルブリシンポリペプチドをコードする核酸配列を含むAAVベクターの治療的に有効な量を前記イヌに投与する工程を含む。別の実施態様では、本開示は、OAを罹患しているか又は発症リスクがあるヒトを治療する方法を提供し、前記方法は、プロモーターに作動できるように連結された、HAS2又はルブリシンポリペプチドをコードする核酸配列を含むAAVベクターの治療的に有効な量を前記ヒトに投与する工程を含む。
いくつかの実施態様では、HAS2ポリペプチドをコードする核酸配列は、配列番号:3に示される核酸配列と少なくとも90%同一性を有するか、又はルブリシンポリペプチドをコードする核酸配列は、配列番号:6に示される核酸配列と少なくとも90%同一性を有する。
いくつかの実施態様では、AAVは、配列番号:2に示されるアミノ酸配列を含むHAS2ポリペプチドをコードするか、又は配列番号:2に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施態様では、AAVは、配列番号:7に示されるアミノ酸配列を含むルブリシンポリペプチドをコードするか、又は配列番号:7に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含む。
任意の実施態様で、プロモーターは、CMV IEプロモーター、RSVプロモーター、HSV-1 TKプロモーター、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、アデノウイルス主要後期プロモーター、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、α-1アンチトリプシン遺伝子プロモーター、アルブミン遺伝子プロモーター、コラゲナーゼ遺伝子プロモーター、エラスターゼI遺伝子プロモーター、β-アクチン遺伝子プロモーター、CBAプロモーター、β-グロビン遺伝子プロモーター、γ-グロビン遺伝子プロモーター、α-フェトプロテイン遺伝子プロモーター、及び筋クレアチンキナーゼ遺伝子プロモーターから選択できる。
In another feature, the disclosure provides a method of treating dogs with or at risk of developing OA, wherein the method encodes a HAS2 or lubricin polypeptide operably linked to a promoter. Including a step of administering to the dog a therapeutically effective amount of an AAV vector containing the nucleic acid sequence to be used. In another embodiment, the disclosure provides a method of treating a human who has or is at risk of developing OA, wherein the method comprises HAS2 or rubricin polypeptide operably linked to a promoter. It comprises the step of administering to said human a therapeutically effective amount of an AAV vector containing the encoding nucleic acid sequence.
In some embodiments, the nucleic acid sequence encoding the HAS2 polypeptide has at least 90% identity with the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, or the nucleic acid sequence encoding the rubricin polypeptide is SEQ ID NO: :. It has at least 90% identity with the nucleic acid sequence shown in 6.
In some embodiments, the AAV encodes a HAS2 polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, or comprises an amino acid sequence that is at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. .. In some embodiments, the AAV encodes a rubricin polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7, or comprises an amino acid sequence that is at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7. ..
In any embodiment, the promoters are CMV IE promoter, RSV promoter, HSV-1 TK promoter, SV40 early promoter, SV40 late promoter, adenovirus major late promoter, phosphoglycerate kinase gene promoter, metallothioneine gene promoter, α-1. Antitrypsin gene promoter, albumin gene promoter, collagenase gene promoter, elastase I gene promoter, β-actin gene promoter, CBA promoter, β-globin gene promoter, γ-globin gene promoter, α-fetoprotein gene promoter, and muscle creatine kinase gene You can choose from promoters.

別の特徴では、本開示は、プロモーターに作動できるように連結された、HAS2又はルブリシンポリペプチドをコードする核酸配列を含むrAAVベクターゲノムを含むrAAVの治療的に有効な量を前記イヌに投与する工程を含む、OAの発症をそのリスクがある対象哺乳動物で予防する方法を提供する。ある実施態様では、HAS2ポリペプチドをコードする核酸配列は、配列番号:3に示される核酸配列と少なくとも90%同一性を有するか、又はルブリシンポリペプチドをコードする核酸配列は、配列番号:6に示される核酸配列と少なくとも90%同一性を有する。別の実施態様では、核酸は配列番号:2に示されるアミノ酸配列を含むHAS2ポリペプチドをコードするか、又は核酸は配列番号:7に示されるアミノ酸配列を含むルブリシンポリペプチドをコードする。ある実施態様では、プロモーターは、CMV IEプロモーター、RSVプロモーター、HSV-1 TKプロモーター、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、アデノウイルス主要後期プロモーター、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、α-1アンチトリプシン遺伝子プロモーター、アルブミン遺伝子プロモーター、コラゲナーゼ遺伝子プロモーター、エラスターゼI遺伝子プロモーター、β-アクチン遺伝子プロモーター、β-グロビン遺伝子プロモーター、γ-グロビン遺伝子プロモーター、α-フェトプロテイン遺伝子プロモーター、及び筋クレアチンキナーゼ遺伝子プロモーターから成る群から選択できる。いくつかの実施態様では、rAAVベクターはCBA-cHAS2co-BGHを含む。他の実施態様では、rAAVベクターはpITR/minCBA-HIb-cLub1co-BGHを含む。 In another feature, the present disclosure administers to said dog a therapeutically effective amount of rAAV comprising an rAAV vector genome comprising a nucleic acid sequence encoding HAS2 or rubricin polypeptide ligated to actuate on a promoter. Provided are methods, including steps, to prevent the development of OA in target mammals at risk. In certain embodiments, the nucleic acid sequence encoding the HAS2 polypeptide has at least 90% identity with the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, or the nucleic acid sequence encoding the rubricin polypeptide is in SEQ ID NO: 6. Has at least 90% identity with the nucleic acid sequence shown. In another embodiment, the nucleic acid encodes a HAS2 polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, or the nucleic acid encodes a rubricin polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7. In certain embodiments, the promoters are CMV IE promoter, RSV promoter, HSV-1 TK promoter, SV40 early promoter, SV40 late promoter, adenovirus major late promoter, phosphoglycerate kinase gene promoter, metallothioneine gene promoter, α-1 anti. A group consisting of a trypsin gene promoter, an albumin gene promoter, a collagenase gene promoter, an elastase I gene promoter, a β-actin gene promoter, a β-globin gene promoter, a γ-globin gene promoter, an α-fetoprotein gene promoter, and a muscle creatin kinase gene promoter. You can choose from. In some embodiments, the rAAV vector comprises CBA-cHAS2co-BGH. In another embodiment, the rAAV vector comprises pITR / minCBA-HIb-cLub1co-BGH.

別の実施態様では、本開示は、プロモーターに作動できるように連結された、イヌHAS2又はルブリシンポリペプチドをコードする核酸配列を含む組換えプラスミドベクターを提供する。いくつかの実施態様では、HAS2ポリペプチドをコードする核酸配列は、配列番号:3に示される核酸配列と少なくとも90%同一性を有するか、又はルブリシンポリペプチドをコードする核酸配列は、配列番号:6に示される核酸配列と少なくとも90%同一性を有する。いくつかの実施態様では、核酸は配列番号:2に示されるアミノ酸配列を含むHAS2ポリペプチドをコードするか、又は核酸は配列番号:7に示されるアミノ酸配列を含むルブリシンポリペプチドをコードする。
ある特徴では、本開示は医薬組成物を提供し、前記医薬組成物は、哺乳動物宿主でHAS又はルブリシンをin vivoでコード及び発現する組換えウイルスベクター、及び場合によって1つ以上の医薬的に許容できる担体、賦形剤又はビヒクルを含む。
別の実施態様では、本開示は、変形性関節症を罹患しているか又は発症するリスクがある対象哺乳動物を治療する方法を提供し、前記方法は、上記に詳述した医薬組成物の治療的に有効な量を前記対象哺乳動物に関節内投与する工程を含む。ある実施態様では、対象動物はヒト又はイヌである。
別の特徴では、本開示は、ヒト又は哺乳動物の関節のOAの治療又は予防で使用される、アデノ随伴ウイルス(AAV)をベースとする生物学的デリバリー及び発現系を提供する。いくつかの実施態様では、当該方法は、滑膜細胞及び/又は軟骨細胞におけるヒト又は哺乳動物のHAS2又はルブリシンの長期遺伝子発現とそれに続くrAAVのデリバリーによって達成され、前記rAAVは、ヒト又は哺乳動物のHAS2又はルブリシンをコードする核酸配列、左右のAAV逆方向末端リピート(L ITR及びR ITR)、AAVパッケージングシグナル、及び場合によって非ウイルス性非コード性スタッファー核酸配列を含む。いくつかの実施態様では、滑膜細胞及び/又は軟骨細胞内でのヒト又は哺乳動物のHAS2又はルブリシン遺伝子の発現は炎症誘導性プロモーターによって調節される。前記プロモーターは、ヒト又は哺乳動物のHAS2又はルブリシンをコードする核酸配列のリーディングフレームの上流に配置され、免疫刺激物質のレベルが増加することによって特異的に活性化される。
In another embodiment, the disclosure provides a recombinant plasmid vector comprising a nucleic acid sequence encoding a canine HAS2 or rubricin polypeptide operably linked to a promoter. In some embodiments, the nucleic acid sequence encoding the HAS2 polypeptide has at least 90% identity with the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, or the nucleic acid sequence encoding the rubricin polypeptide is SEQ ID NO: :. It has at least 90% identity with the nucleic acid sequence shown in 6. In some embodiments, the nucleic acid encodes a HAS2 polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, or the nucleic acid encodes a rubricin polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7.
In certain features, the present disclosure provides a pharmaceutical composition, wherein the pharmaceutical composition is a recombinant viral vector that encodes and expresses HAS or rubricin in vivo in a mammalian host, and optionally one or more pharmaceuticals. Includes acceptable carriers, excipients or vehicles.
In another embodiment, the disclosure provides a method of treating a subject mammal suffering from or at risk of developing osteoarthritis, wherein the method is the treatment of the pharmaceutical composition detailed above. Including a step of intra-articular administration of a particularly effective amount to the target mammal. In certain embodiments, the target animal is a human or dog.
In another feature, the disclosure provides adeno-associated virus (AAV) -based biological delivery and expression systems used in the treatment or prevention of OA in human or mammalian joints. In some embodiments, the method is accomplished by long-term gene expression of human or mammalian HAS2 or rubricin in synovial cells and / or chondrocytes followed by delivery of rAAV, wherein the rAAV is human or mammalian. Contains a nucleic acid sequence encoding HAS2 or rubricin, left and right AAV reverse terminal repeats (LITR and RITR), AAV packaging signals, and optionally non-viral non-coding stuffer nucleic acid sequences. In some embodiments, expression of the human or mammalian HAS2 or rubricin gene in synovial and / or chondrocytes is regulated by an inflammation-inducible promoter. The promoter is located upstream of the reading frame of the nucleic acid sequence encoding HAS2 or rubricin in humans or mammals and is specifically activated by increasing levels of immunostimulatory substances.

いくつかの実施態様では、炎症誘導性プロモーターは以下から選択される:NF-KBプロモーター、インターロイキン6(IL-6)プロモーター、インターロイキン-1(IL-1)プロモーター、腫瘍壊死因子(TNF)プロモーター、シクロオキシゲナーゼ2(COX-2)プロモーター、補体因子3(C3)プロモーター、血清アミロイドA3(SAA3)プロモーター、マクロファージ炎症タンパク質-1a(MIP-1a)プロモーター及び前記のハイブリッド構築物。いくつかの実施態様では、rAAVベクターゲノムは、配列番号:3、配列番号:6に示される核酸配列、又は前記の生物学的に有効な変種を含む。いくつかの実施態様では、AAV系は、滑膜細胞及び軟骨細胞におけるベクターゲノムのモニタリングを可能にするマーカー遺伝子をコードする核酸を含む。いくつかの実施態様では、ベクターは、配列番号:3、配列番号:6に示される核酸配列、又は同じアミノ酸をコードする前記の保存配列を含む。いくつかの実施態様では、rAAVベクターゲノムは、配列番号:2に示されるHAS2ポリペプチド又は配列番号:7に示されるルブリシンポリペプチドをコードする核酸を含む。rAAVベクターゲノムは、配列番号:3に示される核酸配列と少なくとも80%又は90%配列同一性を有する核酸分子を含む。他の実施態様では、rAAVベクターゲノムは、配列番号:6に示される核酸配列と少なくとも80%又は90%配列同一性を有する核酸分子を含む。
AAV系のいくつかの実施態様では、当該系は、ヒト又は哺乳動物のHAS2又はルブリシンをコードする核酸配列、左右のAAV逆方向末端リピート(L ITR及びR ITR)、パッケージングシグナル、及び場合によって非ウイルス性非コード性スタッファー核酸配列を含み、変形性関節症(OA)の治療又は予防のために、滑膜細胞及び/又は軟骨細胞内でのヒト又は哺乳動物のHAS2又はルブリシン遺伝子の発現は、炎症誘導性プロモーターによって調節され免疫刺激物質のレベルの増加によって特異的に活性化される。
In some embodiments, the inflammation-inducing promoter is selected from: NF-KB promoter, interleukin 6 (IL-6) promoter, interleukin-1 (IL-1) promoter, tumor necrosis factor (TNF). Promoter, cyclooxygenase 2 (COX-2) promoter, complement factor 3 (C3) promoter, serum amyloid A3 (SAA3) promoter, macrophage inflammatory protein-1a (MIP-1a) promoter and hybrid constructs described above. In some embodiments, the rAAV vector genome comprises the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 6, or the biologically effective variant described above. In some embodiments, the AAV system comprises a nucleic acid encoding a marker gene that allows monitoring of the vector genome in synovial and chondrocytes. In some embodiments, the vector comprises the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 6, or the conserved sequence described above encoding the same amino acid. In some embodiments, the rAAV vector genome comprises a nucleic acid encoding the HAS2 polypeptide set forth in SEQ ID NO: 2 or the rubricin polypeptide set forth in SEQ ID NO: 7. The rAAV vector genome contains a nucleic acid molecule having at least 80% or 90% sequence identity with the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3. In another embodiment, the rAAV vector genome comprises a nucleic acid molecule having at least 80% or 90% sequence identity with the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 6.
In some embodiments of the AAV system, the system is a nucleic acid sequence encoding human or mammalian HAS2 or rubricin, left and right AAV reverse terminal repeats (LITR and R ITR), packaging signals, and optionally. Expression of the HAS2 or rubricin gene in humans or mammals within synovial and / or chondrocytes contains a non-viral, non-coding stuffer nucleic acid sequence for the treatment or prevention of osteoarthritis (OA). It is regulated by an inflammation-inducing promoter and specifically activated by increasing levels of immunostimulatory substances.

ウイルス粒子及びウイルス粒子を生成する方法:さらにまた本明細書で提供されるものは、HAS2又はルブリシンをコードする核酸を含むウイルス粒子である。特定の場所(例えば関節)の標的細胞内でタンパク質を発現させるために、HAS2又はルブリシンをコードする核酸のデリバリーにウイルスベクターを用いることができる。多くのウイルス種が公知であり、標的細胞に核酸をデリバリーする目的のために多くのものが研究されてきた。外因性核酸は、ベクター(例えばアデノ随伴ウイルス(AAV))に挿入することができる。
いくつかの実施態様では、ウイルス粒子は、1つ若しくは2つのAAV ITRを含む核酸及び1つ若しくは2つのITRによってフランキングされる本明細書に記載のHAS2又はルブリシンをコードする配列を含む組換えAAV粒子である。核酸はAAV粒子内で被包化される。AAV粒子はまたキャプシドタンパク質を含む。いくつかの実施態様では、核酸は、作動できるように転写の方向で連結された成分、制御配列(転写開始及び終了配列を含む)、及び対象のタンパク質コード配列(例えば融合タンパク質をコードする核酸)を含む。これらの成分は、機能的なAAV ITR配列によって5’及び3’末端でフランキングされる。“機能的AAV ITR”とは、ITRがAAVビリオンのレスキュー、複製及びパッケージングのために意図されるように機能することを意味する(以下を参照されたい:Davidson et al., PNAS, 2000, 97(7)3428-32;Passini et al., J.Virol., 2003, 77(12):7034-40;及びPechan et al., Gene Ther., 2009, 16:10-16(前記はいずれも参照によりその全体が本明細書に含まれる))。本発明のいくつかの特徴を実施するためには、組換えベクターは、少なくとも被包化及びrAAVによる感染のための物理的構造に必須のAAVの配列の全てを含む。本発明のベクターで使用されるAAV ITRは、野生型のヌクレオチド配列(例えばKotinが記載したもの(Kotin, Hum.Gene Ther., 1994, 5:793-801))を有する必要はなく、ヌクレオチドの挿入、欠失又は置換によって改変させてもよく、又はいくつかのAAV血清型のいずれかから誘導してもよい。これまでに40を超えるAAV血清型が知られ、新規な血清型及び既存の血清型の変種が同定され続けている。例えば以下を参照されたい:Gao et al., PNAS, 2002, 99(18): 11854-6;Gao et al., PNAS, 2003, 100(10):6081-6;及びBossis et al., J.Virol., 2003, 77(12):6799-810。いずれのAAV血清型の使用も本発明の範囲内と考えられる。いくつかの実施態様では、rAAVベクターは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AA6、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh.8、及びAAVrh.10(ただしこれらに限定されない)を含むAAV血清型に由来するベクターである。いくつかの実施態様では、AAVの核酸は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AA6、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh.8、又はAAVrh.10のITRを含む。さらに別の実施態様では、rAAV粒子は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AA6、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh.8、又はAAVrh.10のキャプシドタンパク質を含む。
Viral Particles and Methods of Producing Viral Particles : Further provided herein are viral particles containing a nucleic acid encoding HAS2 or rubricin. Viral vectors can be used to deliver nucleic acids encoding HAS2 or rubricin to express proteins in target cells at specific locations (eg, joints). Many viral species are known and many have been studied for the purpose of delivering nucleic acids to target cells. Exogenous nucleic acids can be inserted into vectors (eg, adeno-associated virus (AAV)).
In some embodiments, the viral particle is a recombination comprising a nucleic acid comprising one or two AAV ITRs and a sequence encoding HAS2 or lubricin described herein flanked by one or two ITRs. AAV particles. Nucleic acid is encapsulated within AAV particles. AAV particles also contain capsid proteins. In some embodiments, the nucleic acid is a component operably linked in the direction of transcription, a control sequence (including transcription initiation and termination sequences), and a protein coding sequence of interest (eg, a nucleic acid encoding a fusion protein). including. These components are flanked at the 5'and 3'ends by a functional AAV ITR sequence. “Functional AAV ITR” means that the ITR functions as intended for the rescue, replication and packaging of AAV virions (see: Davidson et al., PNAS, 2000, 97 (7) 3428-32; Passini et al., J.Virol., 2003, 77 (12): 7034-40; and Pechan et al., Gene Ther., 2009, 16: 10-16 Also by reference in its entirety is included herein)). To implement some of the features of the invention, the recombinant vector comprises at least all of the sequences of AAV essential for encapsulation and physical structure for infection by rAAV. The AAV ITRs used in the vectors of the invention need not have wild-type nucleotide sequences (eg, those described by Kotin (Kotin, Hum.Gene Ther., 1994, 5: 793-801)) and are of nucleotides. It may be modified by insertion, deletion or substitution, or it may be derived from any of several AAV serotypes. To date, over 40 AAV serotypes have been known, and new and existing serotype variants continue to be identified. See, for example: Gao et al., PNAS, 2002, 99 (18): 11854-6; Gao et al., PNAS, 2003, 100 (10): 6081-6; and Bossis et al., J. .Virol., 2003, 77 (12): 6799-810. The use of any AAV serotype is considered to be within the scope of the present invention. In some embodiments, the rAAV vector is in AAV serotypes including, but not limited to, AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AA6, AAV7, AAV8, AAV9, AAVrh.8, and AAVrh.10. Derived vector. In some embodiments, the nucleic acid of AAV comprises an ITR of AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AA6, AAV7, AAV8, AAV9, AAVrh.8, or AAVrh.10. In yet another embodiment, the rAAV particles include a capsid protein of AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AA6, AAV7, AAV8, AAV9, AAVrh.8, or AAVrh.10.

特定の標的細胞の形質導入を最適化するために、又は特定の標的(例えば関節)内の特異的な細胞タイプを標的とするために、種々のAAV血清型が用いられる。rAAV粒子は、同じ血清型又は混合血清型のウイルスタンパク質及びウイルス核酸を含むことができる。例えば、rAAV粒子はAAV2キャプシドタンパク質及び少なくとも1つのAAV2 ITRを含むことができ、又は前記はAAV2キャプシドタンパク質及び少なくとも1つのAAV5 ITRを含むことができる。別の例では、rAAV粒子はAAV5キャプシドタンパク質及び少なくとも1つのAAV2 ITRを含むことができる。本明細書では、rAAV粒子の生成のためにAAV血清型の任意の組合せが、あたかもそれぞれの組合わせが本明細書に明確に記述されたかのように提供される。
rAAV粒子は当業界で公知の方法を用いて生成することができる。例えば米国特許6,566,118号、6,989,264号、6,995,006号を参照されたい。本発明の実施で、rAAV粒子を生成する宿主細胞には哺乳動物細胞、昆虫細胞、植物細胞、微生物及び酵母が含まれる。宿主細胞はまたパッケージング細胞であることができ、前記細胞では、AAV rep及びcap遺伝子は宿主細胞又はプロデューサー細胞(AAVベクターゲノムが安定的に維持される)で安定的に維持されうる。例示的なパッケージング及びプロデューサー細胞は293、A549又はHeLa細胞に由来する。AAVベクターは、当業界で公知の標準的技術を用いて精製され処方される。
Various AAV serotypes are used to optimize transduction of specific target cells or to target specific cell types within specific targets (eg, joints). The rAAV particles can contain viral proteins and nucleic acids of the same serotype or mixed serotype. For example, rAAV particles can contain an AAV2 capsid protein and at least one AAV2 ITR, or said can include an AAV2 capsid protein and at least one AAV5 ITR. In another example, rAAV particles can contain an AAV5 capsid protein and at least one AAV2 ITR. As used herein, any combination of AAV serotypes for the production of rAAV particles is provided as if each combination was explicitly described herein.
rAAV particles can be produced using methods known in the art. See, for example, US Pat. Nos. 6,566,118, 6,989,264, 6,995,006. In the practice of the present invention, host cells that produce rAAV particles include mammalian cells, insect cells, plant cells, microorganisms and yeast. The host cell can also be a packaging cell, in which the AAV rep and cap genes can be stably maintained in the host cell or producer cell (where the AAV vector genome is stably maintained). Exemplary packaging and producer cells are derived from 293, A549 or HeLa cells. AAV vectors are purified and formulated using standard techniques known in the art.

いくつかの特徴では、本明細書に開示する任意のrAAV粒子を生成する方法が提供され、前記方法は以下の工程を含む:rAAV粒子が生成される条件下で宿主細胞を培養する工程(ここで宿主細胞は、(i)1つ以上のAAVパッケージング遺伝子(前記AAVパッケージング遺伝子はそれぞれAAV複製又は被包化タンパク質をコードする)、(ii)少なくとも1つのAAV ITRによってフランキングされた本明細書開示の任意の融合タンパク質をコードする核酸を含むrAAVプロベクター、及び(iii)AAVヘルパー機能を含む);及び(b)当該宿主細胞によって生成されたrAAV粒子を回収する工程。いくつかの実施態様では、前記少なくとも1つのAAV ITRは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AA6、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh.8、及びAAVrh.10 ITRから成る群から選択される。いくつかの実施態様では、前記被包化タンパク質は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AA6、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh.8、及びAAVrh.10キャプシドタンパク質から成る群から選択される。さらに別の実施態様では、rAAV粒子は精製される。本明細書で用いられる“精製される”という用語は、rAAV粒子が天然に存在している場所又はrAAV粒子が初めに調製された場所にまた存在しうる他の成分の少なくともいくつかを欠くrAAV粒子調製物を含む。したがって、例えば単離rAAV粒子は、供給源の混合物(例えば培養溶解物又は生産培養上清)から前記粒子を濃縮する精製技術を用いて調製できる。濃縮は、多様な方法、例えば溶液中に存在するDNase耐性粒子(DRP)の割合によって又は感染性によって測定できる。前記はまた、供給源混合物に存在する第二の潜在的干渉性物質(例えば夾雑物質)と比較して測定することができる。前記夾雑物質には、生産培養の夾雑物質又は加工時の夾雑物質(ヘルパーウイルス、培地成分などを含む)が含まれる。
さらにまた本明細書で提供されるものは、本発明のHAS2又はルブリシンをコードする核酸を含むrAAV粒子及び医薬的に許容できる担体を含む医薬組成物である。当該医薬組成物は、本明細書に記載する多様な投与態様(例えば全身投与又は局所投与を含む)に適切でありうる。本明細書に記載するHAS2又はルブリシンをコードする核酸を含むrAAVの医薬組成物は、全身的に、例えば静脈内注射によって、カテーテルによって(米国特許5,328,470号参照)、又は定位注射によって(Chen et al., 1994, PNAS, 91: 3054-3057)導入できる。いくつかの実施態様では、本明細書に記載のrAAV及び医薬的に許容できる担体を含む組成物はヒトへの投与に適切である。そのような医薬的に許容できる担体は無菌的液体、例えば水及び油(石油、動物、植物又は合成起源の油を含む)、例えば落花生油、大豆油、鉱物油などでありうる。食塩水溶液及びデキストロース水、ポリエチレングリコール(PEG)並びにグリセロール溶液もまた液性担体として、特に注射可能溶液のために利用することができる。医薬組成物はさらに追加の成分、例えば保存料、緩衝剤、等張化剤、抗酸化剤及び安定化剤、非イオン性湿潤化剤又は清澄剤、増粘剤などを含むことができる。本明細書に記載の医薬組成物は、単一ユニット投薬形又はマルチユニット投薬形で梱包することができる。組成物は一般的に無菌的で実質的に等張な溶液として処方される。
Some features provide a method of producing any rAAV particles disclosed herein, said method comprising: culturing host cells under conditions in which rAAV particles are produced: In the host cell, (i) one or more AAV packaging genes (each of which encodes an AAV replicating or encapsulating protein), (ii) a book flanked by at least one AAV ITR. An rAAV provector containing a nucleic acid encoding any fusion protein disclosed herein, and (iii) including AAV helper function); and (b) the step of recovering rAAV particles produced by the host cell. In some embodiments, the at least one AAV ITR is selected from the group consisting of AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AA6, AAV7, AAV8, AAV9, AAVrh.8, and AAVrh.10 ITR. In some embodiments, the encapsulated protein is selected from the group consisting of AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AA6, AAV7, AAV8, AAV9, AAVrh.8, and AAVrh.10 capsid proteins. In yet another embodiment, the rAAV particles are purified. As used herein, the term "purified" lacks at least some of the other components that may also be present where the rAAV particles are naturally present or where the rAAV particles were originally prepared. Includes particle preparation. Thus, for example, isolated rAAV particles can be prepared using purification techniques that concentrate the particles from a mixture of sources (eg, culture lysate or production culture supernatant). Concentration can be measured by a variety of methods, such as the proportion of DNase resistant particles (DRPs) present in solution or by infectivity. The above can also be measured in comparison to a second potential interfering substance (eg, a contaminant) present in the source mixture. The contaminating substance includes a contaminating substance in production culture or a contaminating substance at the time of processing (including helper virus, medium component, etc.).
Furthermore, what is provided herein is a pharmaceutical composition comprising rAAV particles containing a nucleic acid encoding HAS2 or lubricin of the invention and a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutical composition may be suitable for the various modes of administration described herein, including, for example, systemic or topical administration. The pharmaceutical composition of rAAV containing the nucleic acid encoding HAS2 or lubricin described herein can be systemically, for example, by intravenous injection, by catheter (see US Pat. No. 5,328,470), or by stereotactic injection (Chen et al). ., 1994, PNAS, 91: 3054-3057) Can be introduced. In some embodiments, the compositions comprising rAAV and pharmaceutically acceptable carriers described herein are suitable for administration to humans. Such pharmaceutically acceptable carriers can be sterile liquids such as water and oils (including oils of petroleum, animal, plant or synthetic origin) such as peanut oil, soybean oil, mineral oil and the like. Aqueous saline and dextrose water, polyethylene glycol (PEG) and glycerol solutions can also be utilized as liquid carriers, especially for injectable solutions. Pharmaceutical compositions can further include additional ingredients such as preservatives, buffers, tonics, antioxidants and stabilizers, nonionic wetting or clarifying agents, thickeners and the like. The pharmaceutical compositions described herein can be packaged in single-unit or multi-unit dosage forms. The composition is generally formulated as a sterile, substantially isotonic solution.

参考文献
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HAS2 AAVベクターの構築と評価
実施例1a-概要
コドン最適化イヌHAS2 cDNA及び遍在性プロモーターを含むrAAVベクターを作製し、AAV2又はAAV5キャプシドにパッケージングした。大規模ベクターロットを三重トランスフェクション法によって作製し、CsClグラディエントによって精製した。ベクター収量をウシ成長ホルモン(BGH)ポリA部位(pA)に対するqPCRによって定量した。AAV2/HAS2については合計4ロットを作製した(そのうちの3ロットをin vivo試験のためにプールした、2x1013 DRP/総量)。AAV5/HAS2については2ロット(5x1012 DRP/総量)を作製し、生産収量の一貫性を試験し十分な量のウイルスを得た。
22匹の健康な成犬(AAV2及びAAV5キャプシド血清型陰性)に、rAAV2(1、5及び10x1011 vg/関節)、rAAV5(5x1011 vg/関節)、又はPBS(コントロール)を関節内注射により投与した。組織病理学的分析で、rAAV5処置関節で最小限の滑膜炎症が示され、rAAV2処置グループでは有意な変化は示されなかった。ベクターゲノム(VG)は、全てのrAAV処置関節の滑膜で、さらに軟骨サンプルの大半で検出された。rAAV5ベクターは、rAAV2と比較して両組織でより高いVG検出及びmRNA発現をもたらした。処置関節の滑液中のHAレベルの増加傾向が観察された。要約すれば、開示の結果は、イヌへの単回関節内注射による投与時におけるイヌ関節組織への遺伝子の移転及び許容可能な安全性プロフィールを明らかにした。
Construction and evaluation of HAS2 AAV vectors
Example 1a-Summary An rAAV vector containing a codon-optimized canine HAS2 cDNA and a ubiquitous promoter was generated and packaged in an AAV2 or AAV5 capsid. Large vector lots were made by triple transfection and purified by CsCl gradient. Vector yields were quantified by qPCR for bovine growth hormone (BGH) poly A site (pA). A total of 4 lots were made for AAV2 / HAS2 (3 lots of which were pooled for in vivo testing, 2x10 13 DRP / total volume). For AAV5 / HAS2, 2 lots (5x10 12 DRP / total volume) were prepared and the consistency of production yield was tested to obtain a sufficient amount of virus.
Twenty-two healthy adult dogs (AAV2 and AAV5 capsid serotype negative) were injected with rAAV2 (1, 5 and 10x10 11 vg / joint), rAAV5 (5x10 11 vg / joint), or PBS (control) by intra-articular injection. It was administered. Histopathological analysis showed minimal synovial inflammation in the rAAV5 treated joints and no significant changes in the rAAV2 treated group. The vector genome (VG) was detected in the synovium of all rAAV-treated joints and in the majority of cartilage samples. The rAAV5 vector resulted in higher VG detection and mRNA expression in both tissues compared to rAAV2. An increasing tendency of HA levels in the synovial fluid of the treated joint was observed. In summary, the disclosure results reveal a gene transfer to canine joint tissue and an acceptable safety profile upon administration by a single intra-articular injection into a dog.

実施例1b-方法
HA発現ベクターのクローニングと作製:イヌHAS2遺伝子(GenBank XM 539153.3(配列番号:1))を、イヌでの発現のためにGeneArt/Invitrogenのアルゴリズムによってコドン最適化を実施した。このコドン最適化イヌHAS2 cDNA(1656bp(配列番号:3))をフランキングするNheI-NsiI制限酵素部位を用いて合成した。続いてこのフラグメントを、遍在性ニワトリb-アクチンプロモーター(CBA)、ハイブリッドイントロン及びウシ成長ホルモン(BGH)ポリA(pA)を含むプラスミドにクローン化した。得られたpCBA-HI-cHAS2-BGHpAプラスミドをマキシキット(maxi kit, Qiagen)を用いて発現分析のために精製した。
cHAS2のin vitro発現とHA産生:cHAS2を含むプラスミドベクターを293細胞にトランスフェクトし、3日後に条件付け培養液及び細胞溶解物をRIPA緩衝液+プロテアーゼ阻害剤の250μL中に集めた。細胞溶解物を回転して細胞屑を除去し、30μLの細胞溶解物を4-12%のnu-PAGEゲルにローディングして1xのMops緩衝液中で泳動した。このタンパク質ゲルをニトロセルロース膜に移し、5%乳及び0.1% Tween-20のPBS-T中で抗HAS2をプローブとして4℃で一晩調べた。ロバの抗ヤギ二次抗体(1:5000希釈)を二次抗体として用いた。ベータアクチン検出を用いて細胞溶解物が等量ローディングされていることを示した。
in vitro培養物におけるHAレベルと分子量の定量:pCBA-HI-cHAS2-BGHpAを293細胞にトランスフェクトすることによって、HAS2発現細胞によるHA産生を評価した(Optimen培地又はcomplete培地による)。HA試験キット(Corgenix, Inc.)を用いて条件付け培養液のHAレベルを定量した。前記キットは、アグレカンに由来するHA-結合タンパク質を含んでいる。HAの分子量はアガロースゲル上で濃縮した条件付け培養液を泳動することによって評価した。多様なHAサイズマーカーを並行して泳動した(Select-HA HiLadder, Hyalose, Austin, TX)。同様なゲルを並行して泳動し、続いてヒアルロニダーゼで24時間消化した。両方のゲルをオール-ステイン(All-stain)で染色した。
cHASを有するrAAVベクターの作製:cHAS2発現カセットをAAV ITR含有プラスミドにクローン化し、AAV逆方向末端リピートによってフランキングされた発現カセットを作製し(プレウイルスプラスミドpDC627)、psITR/CBA-HI-cHAS2-BGHpAを構築した。600bpのスタッファーDNA(染色体16 P1クローン96.4B)を発現カセットの上流に加え、合計で4500bpのウイルスベクターゲノムを作製した。cHAS2発現カセット含有プラスミドのパッケージングを試験するために、293細胞を8x105細胞/ウェルで播種し(6ウェルのプレート)、次の日にpsITR/CBA-HI-cHAS2-BGHpA又はpsp70/EGFP、pHLP-19cap2又はp5repCMVcap5プラスミド及びpAdHELPをデュープリケートでトランスフェクトした(CaPO4キット(Promega))。3日後に細胞を収集し、qPCR及びBGHpA配列(配列番号:12-14)のプライマー/プローブを用いてBGHpAコピーについて溶解物の力価を測定した。BGHpAを含むプラスミドを標準物質として用いた。rAAVウイルス収量は細胞当たりのDNase耐性粒子(DRP)の量として表した。大規模ベクター生成は、psITR/CBA-HI-cHAS2-BGH、AAV2ベクターのためにpIM45BD rep-capプラスミド、及びAAV5ベクターのためにpHLP19-cap5並びにpAdHELPの三重トランスフェクションを用いて実施した。CsClによってベクターを精製し、TaqMan分析及びBGHpA配列のプライマー/プローブを用いて得られたベクターロットの力価を測定した(Applied Biosystems/Life Technologies)。
ウサギ軟骨細胞及び滑膜細胞におけるrAAV/cHAS2のin vitro有効性:当該ベクターが関節細胞タイプ(例えば初代滑膜細胞及び軟骨細胞)を形質導入する能力をウサギの細胞で試験した。細胞を1e5 DRP/細胞で感染させ、3日間培養した。細胞溶解物を収集してウェスタンブロットによってHAS2タンパク質を検出し、さらにHAレベルを上記に記載したように定量した。症状下でのマトリックス分解プロテアーゼの産生、炎症性サイトカイン及び軟骨構造タンパク質生成におけるHAの影響を試験するために、細胞を最初にrAAVベクターに感染させ、続いて24時間後にIL-1b刺激を実施した。24時間後に、細胞及び培養液の両方をmRNA分析及びHA産生のために収集した。
正常イヌ関節でのrAAV/cHAS2の評価:雑種犬(雄及び雌、8-10kgkgkg)を用いた。AAV2及び/又はAAV5キャプシドについて4以下の血清力価を有するイヌを試験に用いた。関節内ルートでcHAS2をコードするrAAV及びrAAV5ベクターを投与した(AAV2:1、5及び10x1011 DRP/関節、AAV5:5x1011 DRP/関節)。陰性コントロールとしてPBSを用いた。注射前7日間は1日に1回、注射後7日間は1日に2回、さらにその後の試験期間中は1日に1回、臨床的徴候について動物を観察した(痛み、爬行、注射関節の腫脹及び他の異常)。4週間後に動物を犠牲にした。白血球(WBC)計測のために、ベクター投与後-7、1、14及び28日に全血サンプルを収集した。HAレベルの定量のために、滑液(SF)サンプルを-7、1、14及び28日目に収集した。DNA及びRNAの単離のために、滑膜組織、軟骨及び肝臓サンプルを収集した。cHAS2ベクターゲノム及びmRNAコピーは、BGHpAプライマー/プローブセット(Applied Biosystems/Life Technologies)を用いqPCR分析によって決定した。切片はトルイジンブルーで染色され、資格認定獣医病理士が精査した。軟骨病巣の重篤度及びプロテオグリカン減少(スコア0-5)について軟骨を評価した。滑膜の肥厚は観察されなかったので、滑膜病変スコアは炎症細胞の密度で決定した(スコア0-5)。
Example 1b-Method
Cloning and preparation of HA expression vector : The canine HAS2 gene (GenBank XM 539153.3 (SEQ ID NO: 1)) was codon-optimized by the GeneArt / Invitrogen algorithm for expression in dogs. This codon-optimized canine HAS2 cDNA (1656bp (SEQ ID NO: 3)) was synthesized using a flanking NheI-NsiI restriction enzyme site. The fragment was subsequently cloned into a plasmid containing the ubiquitous chicken b-actin promoter (CBA), hybrid intron and bovine growth hormone (BGH) poly A (pA). The obtained pCBA-HI-cHAS2-BGHpA plasmid was purified for expression analysis using a maxi kit (Qiagen).
In vitro expression of cHAS2 and HA production : A plasmid vector containing cHAS2 was transfected into 293 cells, and after 3 days, conditioned cultures and cell lysates were collected in 250 μL of RIPA buffer plus protease inhibitor. Cytolysis was rotated to remove cell debris, and 30 μL of cytolysis was loaded onto a 4-12% nu-PAGE gel and run in 1x Mops buffer. The protein gel was transferred to a nitrocellulose membrane and examined overnight at 4 ° C. using anti-HAS2 as a probe in 5% milk and 0.1% Tween-20 PBS-T. A donkey anti-goat secondary antibody (1: 5000 dilution) was used as the secondary antibody. Beta actin detection was used to show that an equal amount of cytolysis was loaded.
Quantification of HA levels and molecular weight in in vitro cultures : HA production by HAS2-expressing cells was assessed by transfecting 293 cells with pCBA-HI-cHAS2-BGHpA (in Optimen or complete medium). HA levels in conditioned cultures were quantified using an HA test kit (Corgenix, Inc.). The kit contains an HA-binding protein derived from agrecan. The molecular weight of HA was evaluated by running a concentrated conditioned culture medium on an agarose gel. Various HA size markers were run in parallel (Select-HA HiLadder, Hyalose, Austin, TX). Similar gels were run in parallel, followed by hyaluronidase digestion for 24 hours. Both gels were stained with All-stain.
Preparation of rAAV vector with cHAS: The cHAS2 expression cassette was cloned into an AAV ITR-containing plasmid to generate an expression cassette flanked by AAV reverse-terminal repeat (previrus plasmid pDC627), psITR / CBA-HI-cHAS2- Constructed BGHpA. 600 bp stuffer DNA (chromosome 16 P1 clone 96.4B) was added upstream of the expression cassette to create a total 4500 bp viral vector genome. To test the packaging of the plasmid containing the cHAS2 expression cassette, 293 cells were seeded at 8x10 5 cells / well (6-well plate) and the next day psITR / CBA-HI-cHAS2-BGHpA or psp70 / EGFP, The pHLP-19cap2 or p5repCMVcap5 plasmid and pAdHELP were duplex-transfected (CaPO 4 kit (Promega)). After 3 days, cells were harvested and lysate titers were measured for BGHpA copies using qPCR and primers / probes for BGHpA sequence (SEQ ID NO: 12-14). A plasmid containing BGHpA was used as a standard substance. The rAAV virus yield was expressed as the amount of DNase resistant particles (DRP) per cell. Large-scale vector generation was performed using triple transfections of psITR / CBA-HI-cHAS2-BGH, the pIM45BD rep-cap plasmid for the AAV2 vector, and pHLP19-cap5 and pAdHELP for the AAV5 vector. Vectors were purified by CsCl and titers of vector lots obtained using TaqMan analysis and BGHpA sequence primers / probes were measured (Applied Biosystems / Life Technologies).
In vitro efficacy of rAAV / cHAS2 in rabbit chondrocytes and synovial cells : The ability of the vector to transfect articular cell types (eg, primary synovial and chondrocytes) was tested in rabbit cells. Cells were infected with 1e5 DRP / cells and cultured for 3 days. Cytolysis was collected and HAS2 protein was detected by Western blotting, and HA levels were further quantified as described above. To test the effects of HA on symptomatic matrix-degrading protease production, inflammatory cytokines and cartilage structural protein production, cells were first infected with the rAAV vector followed by IL-1b stimulation 24 hours later. .. After 24 hours, both cells and culture medium were collected for mRNA analysis and HA production.
Evaluation of rAAV / cHAS2 in normal dog joints : Mongrel dogs (male and female, 8-10 kgkg kg) were used. Dogs with serum titers of 4 or less for AAV2 and / or AAV5 capsids were used in the study. The rAAV and rAAV5 vectors encoding cHAS2 were administered by the intra-articular route (AAV2: 1, 5 and 10x10 11 DRP / joint, AAV5: 5x10 11 DRP / joint). PBS was used as a negative control. Animals were observed for clinical signs (pain, swelling, injection joints) once daily for 7 days before injection, twice daily for 7 days after injection, and once daily during the subsequent study period. Swelling and other abnormalities). The animal was sacrificed four weeks later. Whole blood samples were collected -7, 1, 14 and 28 days after vector administration for white blood cell (WBC) measurement. Synovial fluid (SF) samples were collected on days -7, 1, 14 and 28 for quantification of HA levels. Synovial tissue, cartilage and liver samples were collected for DNA and RNA isolation. The cHAS2 vector genome and mRNA copy were determined by qPCR analysis using the BGHpA primer / probe set (Applied Biosystems / Life Technologies). The sections were stained with toluidine blue and scrutinized by a qualified veterinary pathologist. Cartilage was evaluated for cartilage lesion severity and proteoglycan reduction (score 0-5). No synovial thickening was observed, so the synovial lesion score was determined by the density of inflammatory cells (score 0-5).

実施例1c-結果
HAS2発現カセットのコドン最適化と作製:哺乳動物のHAS2は高度に保存されたタンパク質である。例えば、HAS2のヒト及びイヌアミノ酸配列は2つのアミノ酸が相違するだけである(99.3%同一性)。同様に、イヌ及びウサギのHAS2間では3アミノ酸が相違するだけである(99.5%)。DNAレベルでは、イヌとヒトHAS2シンターゼcDNAとの間の類似性は93.9%である。コドン最適化により遺伝子発現を改善できるので、イヌHAS2のGenBank配列(XM 539153.3)をGeneArt/Invitrogenによって最適化した。これによって本来のGenBank配列と78%類似性を有するヌクレオチド配列が得られた。最適化cDNAのGC含有量は44.4%から59.0%に増加した。このcDNAを用いて、CBAプロモーターを有する遍在性発現プラスミドを作製し、内因性プロモーターとは異なるHAS2の構成的発現を可能にした(図1A)。CBAプロモーターは多様な前炎症性及び抗炎症性サイトカインによる影響が少ない。
in vitroにおけるHAS2発現とHA産生:HAS2タンパク質のin vitro発現を試験するために、CBA-HI-cHAS2-BGHpAプラスミドベクターの2つのクローン(#1及び#2)を293細胞にトランスフェクトし、続いて細胞溶解物をウェスタンブロットによってHAS2タンパク質(膜タンパク質)について分析した。発現プラスミドをトランスフェクトされた細胞は、cHASの予想サイズである64kDaのバンドを示した(データは提示していない)。次に我々は、293細胞におけるHAS2タンパク質の過剰発現が培養液中のHA検出増加をもたらすか否かを判定した(HAの産生及び細胞膜を通過するHAの分泌の両方を示す)。pCBA-cHAS2をトランスフェクトした細胞の培地中のHAレベルは、非トランスフェクト細胞及びCBA-EGFPトランスフェクト細胞と比較してそれぞれ6.5倍及び9倍増加した(図1B)。したがって、当該データによって、細胞中の過剰発現は細胞外区画のHAレベルの増加をもたらすことが確認された。in vitroで産生されたHAのサイズはアガロースゲルで判定された。当該データは、HAS2発現カセットをトランスフェクトされた細胞から得られた条件付け培養液中の高分子量のHAの存在を示した。この物質のサイズは、1.5メガダルトン(MDa)より大きかった(HA分子量マーカーによる概算に基づく)。この物質はヒアルロニダーゼ消化後に消失し、物質がHAであることを示した(図1C)。
HAS2発現カセットを有するrAAVベクターの作製:cHAS2共発現カセットを続いてAAV ITRを有するプラスミドにクローン化した。得られたウイルスゲノムの模式図は図1Aに示されている。AAV2及びAAV5キャプシド並びにHAS2 cDNAを有するrAAVベクターを生じる能力を小規模パッケージング実験で試験し(図2A)、続いて大規模ベクター生成を実施した。標準的な三重トランスフェクション法を用いて、AAV2及びAAV5ベクターの両方を作製できた(図2B)。この材料の能力を、293細胞の感染及び培養液中の産生HAレベルの分析によって試験した。AAV2及びAAV5ベクターの両方が培養液中のHAの用量応答増加をもたらした(図2C、D)。
正常なイヌの関節におけるrAAV/HAS2ベクターの評価:cHAS2を有するrAAV2及びrAAV5ベクターを正常なイヌの関節に関節内投与によってデリバリーし、動物を28日間評価した。有害な臨床的徴候、体重変化(図3A)、爬行又は死亡はいずれも試験中に観察されなかった。-7日目に幾匹かの動物で白血球(WBC)数が増加し、輸送のストレスによる可能性がある。1、14及び28日目のWBC数は概ね正常限界内であった。PBS-、AAV-注射側(左)及び反対側(非注射)の膝の組織学的評価では、非常にわずかのプロテオグリカンの減少及び軟骨変性(スコア範囲0-0.5(最大スコアは5))が示された。これらの最小限の変化は典型的な齢相応の自然発生的変化であった。最小限の滑膜変化がPBS-及びAAV2-処置関節並びに反対側関節で観察された(図3C)。最小限から軽度の滑膜炎(概して関節包及び内側副靱帯に広がる)が、AAV5ベクターで処置された雄及び雌の全ての左膝で認められた(反対側の関節では滑膜炎は観察されなかった)。したがって、全体としてこの処置は観察される有害作用がほとんどなく十分に寛容された。
ウイルスゲノムの検出のために滑膜及び軟骨から収集した組織サンプルを分析した(図4A、6A)。注射部位のもっとも近くから収集した滑膜サンプル(サンプル#3)は、AAV処置関節の全てでベクターゲノムの存在を示した(図4B)。AAV2処置関節は、おおざっぱに0.01から2ベクターゲノム(VG)/細胞を含んでいた。興味深いことに、低用量グループと高用量グループ間の10倍の相違にもかかわらず、軽微な用量応答がAAV2で観察された。AAV5ベクターで処置された関節はより高くより一貫した検出を示し、1から12コピー/細胞の範囲であった。いくつかの反対側(非注射)関節で低レベルのVGが検出され、これは、低AAV2処置グループでより明確であり、高AAV2用量グループ及びAAV5グループではより散発的であった(データは提示していない)。
注射部位よりさらに上方で収集した滑膜サンプル(サンプル#1)を分析して、関節内に拡散したAAVを評価した(図4C)。低用量AAV2を注射した関節は、より一貫したVG検出を示した。これらのレベルは滑膜サンプル#3で測定されたレベルと類似する。AAV5処置グループでは、全ての滑膜#1サンプルは一貫して検出できるVGを有する(3倍内)。しかしながら、これらは滑膜#3で検出されるVGレベルより低く、したがって位置依存性形質導入が明らかになった。
ベクターゲノムからの発現をベクター由来mRNAの定量によって分析した。滑膜サンプル#3については、発現はAAV2処置低、中及び高用量グループの2/5、4/5及び4/5で検出されたが、全てのAAV5処置関節は検出可能なmRNAコピーを有した(図5A)。ベクター発現はまたAAV5ベクターについて滑膜#1で検出されたが、そのレベルはこの場所における低いVG検出と同様に低かった(図5B)。mRNAの検出はVG検出と良好な相関関係を示した。滑膜サンプル#3の個々の注射関節のそれぞれのmRNA及びVG DNAが例として示されている(図5C)。
Example 1c-Results
Codon optimization and production of HAS2 expression cassettes : Mammalian HAS2 is a highly conserved protein. For example, the human and canine amino acid sequences of HAS2 differ only in the two amino acids (99.3% identity). Similarly, there are only 3 amino acid differences between HAS2 in dogs and rabbits (99.5%). At the DNA level, the similarity between canine and human HAS2 synthase cDNA is 93.9%. Since gene expression can be improved by codon optimization, the GenBank sequence of canine HAS2 (XM 539153.3) was optimized by GeneArt / Invitrogen. This gave a nucleotide sequence with 78% similarity to the original GenBank sequence. The GC content of the optimized cDNA increased from 44.4% to 59.0%. Using this cDNA, a ubiquitous expression plasmid with a CBA promoter was prepared to enable constitutive expression of HAS2, which is different from the endogenous promoter (Fig. 1A). The CBA promoter is less affected by various pre-inflammatory and anti-inflammatory cytokines.
HAS2 expression and HA production in vitro: To test the in vitro expression of HAS2 protein, two clones (# 1 and # 2) of the CBA-HI-cHAS2-BGHpA plasmid vector were transfected into 293 cells, followed by Cytolysis was analyzed for HAS2 protein (membrane protein) by Western blotting. Cells transfected with the expression plasmid showed a band of 64 kDa, the expected size of cHAS (data not presented). We then determined whether overexpression of the HAS2 protein in 293 cells resulted in increased detection of HA in culture (both HA production and HA secretion across the cell membrane). HA levels in the medium of cells transfected with pCBA-cHAS2 were increased 6.5-fold and 9-fold, respectively, compared to non-transfected cells and CBA-EGFP-transfected cells (Fig. 1B). Therefore, the data confirmed that overexpression in cells resulted in increased HA levels in the extracellular compartment. The size of HA produced in vitro was determined on an agarose gel. The data showed the presence of high molecular weight HA in conditioned cultures obtained from cells transfected with the HAS2 expression cassette. The size of this material was greater than 1.5 megadaltons (MDa) (based on estimates by HA molecular weight markers). This substance disappeared after hyaluronidase digestion, indicating that the substance was HA (Fig. 1C).
Preparation of rAAV vector with HAS2 expression cassette : The cHAS2 co-expression cassette was subsequently cloned into a plasmid with AAV ITR. A schematic diagram of the obtained viral genome is shown in FIG. 1A. The ability to generate rAAV vectors with AAV2 and AAV5 capsids as well as HAS2 cDNA was tested in small packaging experiments (Fig. 2A), followed by large-scale vector generation. Both AAV2 and AAV5 vectors could be generated using standard triple transfection methods (Fig. 2B). The capacity of this material was tested by infection of 293 cells and analysis of production HA levels in culture. Both AAV2 and AAV5 vectors resulted in an increased dose response of HA in culture (Figures 2C, D).
Evaluation of rAAV / HAS2 vector in normal dog joints : rAAV2 and rAAV5 vectors with cHAS2 were delivered to normal dog joints by intra-articular administration and animals were evaluated for 28 days. No adverse clinical signs, weight changes (Fig. 3A), repellency or death were observed during the study. -On day 7 some animals have increased white blood cell (WBC) counts, which may be due to transport stress. The WBC numbers on days 1, 14 and 28 were generally within the normal limits. Histological assessment of PBS-, AAV-injected (left) and contralateral (non-injected) knees showed very slight proteoglycan reduction and cartilage degeneration (score range 0-0.5 (maximum score 5)). Shown. These minimal changes were typical age-appropriate spontaneous changes. Minimal synovial changes were observed in PBS- and AAV2-treated joints as well as contralateral joints (Fig. 3C). Minimal to mild synovitis (generally spreading to the joint capsule and medial collateral ligament) was observed in all left knees of males and females treated with the AAV5 vector (synovitis observed in the contralateral joint) Was not done). Therefore, overall, this procedure was well tolerated with few observed adverse effects.
Tissue samples collected from the synovium and cartilage for detection of the viral genome were analyzed (Figs. 4A, 6A). Synovial samples collected from the nearest injection site (Sample # 3) showed the presence of the vector genome in all AAV-treated joints (Fig. 4B). AAV2-treated joints roughly contained 0.01 to 2 vector genomes (VG) / cells. Interestingly, a minor dose response was observed with AAV2, despite a 10-fold difference between the low-dose and high-dose groups. Joints treated with the AAV5 vector showed higher and more consistent detection, ranging from 1 to 12 copies / cell. Low levels of VG were detected in some contralateral (non-injection) joints, which were more pronounced in the low AAV2 treatment group and more sporadic in the high AAV2 dose group and the AAV5 group (data presented). Not done).
Synovial samples (Sample # 1) collected further above the injection site were analyzed to assess AAV diffused into the joint (Fig. 4C). Joints injected with low-dose AAV2 showed more consistent VG detection. These levels are similar to those measured in synovial sample # 3. In the AAV5 treatment group, all synovial # 1 samples have consistently detectable VG (within 3x). However, these were lower than the VG levels detected in synovial membrane # 3, thus revealing position-dependent transduction.
Expression from the vector genome was analyzed by quantification of vector-derived mRNA. For synovial sample # 3, expression was detected in 2/5, 4/5, and 4/5 of the AAV2-treated low, medium, and high-dose groups, but all AAV5-treated joints had detectable mRNA copies. (Fig. 5A). Vector expression was also detected in synovial membrane # 1 for the AAV5 vector, but its levels were as low as low VG detection at this location (Fig. 5B). The detection of mRNA showed a good correlation with the detection of VG. The respective mRNA and VG DNA of the individual injection joints of synovial sample # 3 are shown as examples (Fig. 5C).

イヌ軟骨におけるベクターゲノムの検出:ウイルスゲノムの検出のために、大腿顆及び脛骨プラトーから収集した軟骨サンプルを分析した(VG、図6A)。個々の注射関節のそれぞれで検出されたベクターDNA及びmRNA並びに大腿顆におけるグループ平均が例として示されている(図6B、C)。このデータは、AAV5ベクターは軟骨に一貫した態様で存在することを示し、さらに匹敵するレベルのベクター由来転写物を示した。類似用量のAAV2ベクター(中用量)は、AAV5ベクターと同様なVGレベルを生じたが、100倍低いmRNAレベルを示した。加えて、AAV2 VGコピーはベクター用量と逆の相関関係を有するようであった。rAAV5注射関節はまた、脛骨プラトーから収集した軟骨サンプルでベクターの検出及び発現を示したが、rAAV2処置関節では全く検出されなかった(図6D)。全てのベクターが反対側(非注射)関節で最小限のベクターDNA検出をもたらした。
滑膜及び軟骨の結果は図7Aに要約されている。滑膜における遺伝子導入については、AAV5ベクターは、AAV2ベクターと比較して、両方の滑膜サンプルの位置でほぼ10倍高いベクターコピーを生じた。軟骨への遺伝子導入は、AAV5による滑膜への遺伝子導入よりも10から20倍低いが、一方、AAV2ベクターゲノムは滑膜及び軟骨の両方で同様なレベルで観察された。rAAV5ベクター由来ゲノム及びmRNAの検出は図7Bに要約され、試験した全ての組織サンプルにおけるrAAV5/HAS2ベクターによる一貫した遺伝子導入及び発現を示している。本出願人らはこの結果は大いに予想に反すると考える。
滑液のHAレベルの分析:滑液における一切のHAレベルの変化はrAAVベクター投与後に検出されうるものか否かを決定するために、滑膜のHAレベルを-7日目(基準線)及び28日目に収集したサンプルで定量した。動物間で高レベルの変動が検出されたので、各動物のHAレベルを各動物の基準線レベルで正規化した。データは、PBS処置動物と比較してAAV2/高用量及びAAV5/中用量は両方とも平均して滑液中のHAレベルを増加させることを示した(図8A及び8B)。
Detection of vector genomes in canine cartilage : Cartilage samples collected from the femoral condyle and tibial plateau were analyzed for detection of the viral genome (VG, Figure 6A). Vector DNA and mRNA detected in each of the individual injection joints and group averages in the femoral condyle are shown as examples (FIGS. 6B, C). This data showed that the AAV5 vector was present in cartilage in a consistent manner and showed comparable levels of vector-derived transcripts. Similar doses of the AAV2 vector (medium dose) produced similar VG levels as the AAV5 vector, but showed 100-fold lower mRNA levels. In addition, AAV2 VG copies appeared to have an inverse correlation with vector doses. The rAAV5 injection joint also showed vector detection and expression in cartilage samples collected from the tibial plateau, but not at all in the rAAV2-treated joint (Fig. 6D). All vectors resulted in minimal vector DNA detection in the contralateral (non-injection) joint.
Synovial and cartilage results are summarized in Figure 7A. For gene transfer in the synovium, the AAV5 vector yielded a vector copy approximately 10-fold higher at the location of both synovial samples compared to the AAV2 vector. Gene transfer into cartilage was 10 to 20-fold lower than gene transfer into the synovium by AAV5, while the AAV2 vector genome was observed at similar levels in both synovium and cartilage. Detection of the rAAV5 vector-derived genome and mRNA is summarized in Figure 7B, demonstrating consistent gene transfer and expression with the rAAV5 / HAS2 vector in all tissue samples tested. Applicants believe that this result is highly disappointing.
Analysis of synovial fluid HA levels : Synovial HA levels were measured on days-7 (reference line) and to determine if any changes in synovial fluid HA levels could be detected after administration of the rAAV vector. Quantified with samples collected on day 28. High levels of variation were detected between animals, so HA levels in each animal were normalized to the baseline level in each animal. The data showed that both AAV2 / high and AAV5 / medium doses increased synovial fluid HA levels on average compared to PBS-treated animals (FIGS. 8A and 8B).

実施例1d-結論
関節におけるHAのin vivo過剰発現を提供するために、本出願人らは2つのキャプシド血清型を用いてrAAVベクターを作製した。AAVキャプシド血清型の選択は重要である。なぜならば、標的種に既に存在するいずれの中和抗体も当該治療ベクターを中和することができ、したがってrAAVベクターによる遺伝子導入を阻止し得るからである。本明細書に開示した結果は、分析したイヌの大半がAAV2及びAAV5キャプシドの両方に対し低レベルの中和抗体を有していたことを示した。したがって、本出願人らは、AAV2及びAAV5キャプシドの局在化を関節内注射後に標的組織(すなわちイヌの膝関節)で直接試験した。HA発現は滑膜細胞及び軟骨細胞の両方にとって有益であると期待されるので、ベクターゲノムコピーをそれぞれイヌ滑膜サンプル及び軟骨サンプルで定量した。データは、AAV2は極めて一貫しないイヌ滑膜組織及び軟骨組織へのin vivo遺伝子導入を提供することを示し、さらに用量応答作用をほとんど示さなかったがその理由は明らかではない。OAのウサギ関節で実施された同様な実験は、類似するベクター用量を用いて非常に一貫したrAAV2ベクターゲノム検出を示した(Kyostio-Moore, 2015)。AAV2ベクターとは対照的に、AAV5ベクターゲノムは両組織タイプにおいて一貫した態様で検出された(n=5/グループ)。
重要なことには、軟骨サンプルでのAAV5の検出は驚くべきでかつ予想に反する。なぜならば、軟骨はin vivo条件では広範囲の細胞外マトリックスのために形質導入が困難であると報告され、これまでのところ関節内デリバリー後の多くの動物の軟骨におけるAAV5の検出に関する他の報告は存在しないからである。加えて、本開示のイヌの試験はイヌ滑膜組織で意表を突く高レベルのrAAV5ベクターを産生し、これはまた軟骨のそれと比較して滑膜で約2log高く、AVV5のイヌ滑膜内層に対する優先性を示している。この優先的な発現パターンも同様に本開示の前には予想されえなかった。
高レベルのベクター検出に加えて、mRNA分析によって組換えHAS2発現がイヌの滑膜組織及び軟骨組織で確認され、CBAプロモーターは両組織タイプで機能を有することが示された。さらにまた、軟骨サンプルでのAAV5による転写物の検出は、軟骨細胞が、軟骨の細胞外マトリックス中に隠れているウイルスではなく当該ベクターによって形質導入されることを確認させた。AAV2については、類似レベルのベクターゲノム及び転写物がまた滑膜内層で観察された。しかしながら、AAV2ベクターのmRNA発現は、軟骨サンプルでの対応するベクターゲノムの検出よりも驚くべきことにほぼ100倍低く、ベクターのいくらかは軟骨細胞の外部に存続すること、もしかすると細胞外マトリックスに保持されている可能性を示唆する。これらの重大な違いは、本出願人らが重要な非日常的実験を実施した後でのみ理解されうるであろう。
ベクターは、各動物で1つの関節にのみ投与されたが、ベクターゲノムはときに反対側の非注射関節で検出された。これはほとんどがAAV2処置関節から得られた滑膜サンプルで観察された。しかしながら、反対側の関節でベクターゲノムが観察された動物はいずれもこれらの関節で検出可能なHAS2転写物を全く持たなかった。
要約すれば、本明細書に開示したデータは、AAV5キャプシドはイヌ関節への関節内デリバリーにより良好な遺伝子導入を提供することを示す。これは、対象動物でAAV5に対する既存の液性免疫が低いこと、及び関節内注射後に関節組織に形質導入する能力による。関節内への注射は、滑膜内層だけでなく軟骨の軟骨細胞にも遺伝子導入を提供することができる。両方の組織タイプが、本開示の遺伝子デリバリー組成物及び方法によって与えられるHA合成の増加から利益を得るであろう。すなわち、滑膜は滑液で潤滑さを提供する能力の増強によって、さらに軟骨はマトリックスの結合が増強されしたがって軟骨の健康が改善された足場として機能することによって利益を得るであろう。これらの結果は、病気の部位へのAAV媒介HAS2遺伝子導入によるHAの過剰発現はOAの病状及び痛みを減少させることを示す。
Example 1d-Conclusion To provide in vivo overexpression of HA in joints, Applicants generated rAAV vectors using two capsid serotypes. Selection of AAV capsid serotypes is important. This is because any neutralizing antibody already present in the target species can neutralize the therapeutic vector and thus block gene transfer by the rAAV vector. The results disclosed herein showed that the majority of dogs analyzed had low levels of neutralizing antibodies against both AAV2 and AAV5 capsids. Therefore, Applicants tested the localization of AAV2 and AAV5 capsids directly in the target tissue (ie, canine knee joint) after intra-articular injection. Since HA expression is expected to be beneficial for both synovial and chondrocyte cells, vector genomic copies were quantified in canine synovial and chondrocyte samples, respectively. The data show that AAV2 provides highly inconsistent in vivo gene transfer into canine synovial and cartilage tissues, and shows little dose-responsive effect, for unknown reasons. Similar experiments performed on OA rabbit joints showed highly consistent rAAV2 vector genomic detection using similar vector doses (Kyostio-Moore, 2015). In contrast to the AAV2 vector, the AAV5 vector genome was detected in a consistent manner in both tissue types (n = 5 / group).
Importantly, the detection of AAV5 in cartilage samples is surprising and unexpected. This is because cartilage has been reported to be difficult to transduce due to the extensive extracellular matrix under in vivo conditions, and so far no other reports on the detection of AAV5 in cartilage of many animals after intra-articular delivery. Because it doesn't exist. In addition, the canine studies of the present disclosure produced surprisingly high levels of the rAAV5 vector in the canine synovial tissue, which is also about 2 logs higher in the synovium compared to that of cartilage and against the canine inner layer of AVV5. Shows priority. This preferred expression pattern was also unpredictable prior to this disclosure.
In addition to high levels of vector detection, mRNA analysis confirmed recombinant HAS2 expression in canine synovial and cartilage tissues, indicating that the CBA promoter has function in both tissue types. Furthermore, detection of transcripts by AAV5 in cartilage samples confirmed that chondrocytes were transduced by the vector rather than the virus hidden in the extracellular matrix of cartilage. For AAV2, similar levels of vector genomes and transcripts were also observed in the inner synovial layer. However, mRNA expression of AAV2 vectors is surprisingly nearly 100-fold lower than detection of the corresponding vector genome in cartilage samples, with some of the vector remaining outside the chondrocytes and possibly retained in the extracellular matrix. It suggests that it may have been done. These significant differences will only be understood after Applicants have performed significant extraordinary experiments.
The vector was administered to only one joint in each animal, but the vector genome was sometimes detected in the contralateral non-injection joint. This was mostly observed in synovial samples obtained from AAV2-treated joints. However, none of the animals in which the vector genome was observed in the contralateral joints had any detectable HAS2 transcript in these joints.
In summary, the data disclosed herein indicate that the AAV5 capsid provides better gene transfer for intra-articular delivery to canine joints. This is due to the low existing humoral immunity to AAV5 in the target animals and the ability to transduce into joint tissue after intra-articular injection. Intra-articular injection can provide gene transfer not only to the lining of the synovium but also to the chondrocytes of cartilage. Both tissue types will benefit from the increased HA synthesis provided by the gene delivery compositions and methods of the present disclosure. That is, the synovium will benefit from the increased ability of the synovial fluid to provide lubrication, and the cartilage will benefit from enhanced matrix binding and thus functioning as a scaffold with improved cartilage health. These results indicate that overexpression of HA by AAV-mediated HAS2 gene transfer to the diseased site reduces the pathology and pain of OA.

ルブリシンAAVベクターの構築と評価
実施例2a-概要
組換えルブリシンの関節内注射がラットOAモデルで軟骨変性を減少させることが最近示された(Flannery, 2006)。しかしながら、関節に投与されたルブリシンは滑液中で非常に短い半減期を有し、大半のタンパク質が72時間以内に除去される(Vugmeyster, 2011)。したがって、関節内反復注射が必要とされ、それは時間と労力を要し、ストレスをもたらしさらに高価である。HAS2(実施例1参照)と対比して、ルブリシンは、大きなcDNAによってコードされ、さらに複数のDNAリピートをそのムチン様ドメインに含み、そのことはそれぞれrAAVベクターへの適合及び高レベルの発現を困難にする。この問題を回避するために、本出願人らは、短縮イヌルブリシンcDNAを作製し小さな発現カセットを最適化してルブリシン生成を増強させた。重要なことに、本開示の前には完全長のイヌルブリシン配列も本明細書開示の短縮形も知られてなかった。
略記すれば、本出願人らは完全長イヌルブリシンのcDNAを作製し、続いて前記を用いて短縮コドン最適化イヌルブリシンバージョン(cLub1co)を設計した。続いて後者を用いて多様なルブリシン発現プラスミドを構築した。これらのプラスミドをHEK293細胞のトランスフェクション後にルブリシンmRNA及びタンパク質生成について特徴を調べた。各構築物からルブリシンmRNA及び分泌ルブリシンの両方が生成されることがデータで示された。最後に、本出願人らはcLub1発現カセットを有するrAAVベクターを作製し、rAAV/cLub1ベクター生成の実行可能性を提示した。この構築物を感染させたHEK293細胞はイヌルブリシンを合成し分泌した。
Construction and evaluation of lubricin AAV vector
Example 2a-Summary It was recently shown that intra-articular injection of recombinant lubricin reduced cartilage degeneration in a rat OA model (Flannery, 2006). However, lubricin administered to the joint has a very short half-life in synovial fluid and most proteins are removed within 72 hours (Vugmeyster, 2011). Therefore, repeated intra-articular injections are required, which are time consuming, labor intensive, stressful and even more expensive. In contrast to HAS2 (see Example 1), lubricin is encoded by a large cDNA and also contains multiple DNA repeats in its mucin-like domain, which makes it difficult to adapt to the rAAV vector and express high levels, respectively. To. To avoid this problem, Applicants generated shortened inulbricin cDNA and optimized a small expression cassette to enhance lubricin production. Importantly, neither the full-length inulbricin sequence nor the abbreviations of this disclosure were known prior to this disclosure.
Briefly, Applicants generated cDNA for full-length inulbricin, which was subsequently used to design a shortened codon-optimized inulbricin version (cLub1co). The latter was subsequently used to construct a variety of rubricin expression plasmids. These plasmids were characterized for rubricin mRNA and protein production after transfection of HEK293 cells. The data showed that both rubrisin mRNA and secreted rubrisin were produced from each construct. Finally, Applicants generated an rAAV vector with a cLub1 expression cassette and presented the feasibility of rAAV / cLub1 vector generation. HEK293 cells infected with this construct synthesized and secreted inulbricin.

実施例2b-方法
イヌルブリシンのクローニング:GenBankにはイヌ完全長ルブリシンcDNAは存在しないので(不完全配列:GenBank no.ABD38836.1)、完全なイヌcDNAを注文合成イヌ軟骨cDNAライブラリーから入手した。前記を達成するために、多様なプライマーによるqPCRを用いてオーバーラップフラグメントを作製した。続いて完全長cDNA(配列番号:4)を用いてイヌルブリシンの短縮形(cLub1)を設計した(前記はヒトルブリシンの短い公表バージョン(Flannery, 2009)に類似する)。この短いイヌルブリシンはアミノ酸378から782をコードする配列の欠失を含んでいた。この短縮ルブリシン配列をコドン最適化し(cLub1co)、さらに合成した(GeneArt/Invitrogen)。cLubcoフラグメント(平滑化KpnIからPmeIまで)をプラスミドのMfe(平滑化)-PmeI部位にクローン化した。前記プラスミドは、CMVエンハンサー、ニワトリβ-アクチンプロモーター及び短縮ハイブリッドイントロン(Hib)(minCBA)、並びにウシ成長ホルモン(BGH)ポリアデニル化部位を含んでいた。連結反応物で大腸菌(E. coli)Stable II細胞を形質転換し、DNAの再編成を最小限にするために30℃で増殖させた。得られたクローンを制限酵素分析によって分析し、クローニング接合部をDNA配列決定によって分析した。追加の構築物を作製した。前記追加の構築物は6xヒスチジン(6xHis)及びイントロン配列に存在する2つの“ATG”配列の改変を含んでいた。発現プラスミドを用いてin vitroのルブリシン発現を分析した。
イヌルブリシンの発現分析:リポフェクタミン2000(Invitrogen)を用いてHEK293細胞にルブリシン発現プラスミドをトランスフェクトし、細胞を72時間増殖させた。ルブリシンmRNA発現を分析するために、細胞を収集し転写物レベルをリアルタイム(RT)qPCRアッセイによって測定した。アッセイにはBGA pA特異的プライマー/プローブを用いた(7500 Real-Time PCR System; Applied Biosystems, Foster City, CA)。タンパク質生成分析のために、培養液を収集しほぼ20から30倍濃縮した(100k MWCO filter, Millipore)。サンプルを4-12% Bis-Trisゲル又は3-8% Tris-酢酸(NuPAGE; Thermo Fisher Scientific)SDS-PAGEゲル(還元)でそれぞれMOPS又はTris-酢酸緩衝液により泳動した。ルブリシンは、マウス抗ルブリシン抗体(9G3, Millipore)(Ai, 2015)及び二次抗体としてヤギ抗マウス-HRP(Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA)を用いてウェスタンブロットによって検出した。
AAV/cLub1coの作製:cLub1発現カセットをAAV逆方向末端リピート(ITR)含有プラスミドでクローン化してAAV ITRによってフランキングされた発現カセット(プレウイルスプラスミドpDC627)を作製し、psITR/minCBA-HI-cLub1co-BGHpAを構築した。cLub1発現カセット含有プラスミドのパッケージングを試験するために、293細胞を8x105細胞/ウェルで播種し(6ウェルプレート)、次の日にpsITR/minCBA-HI-cLub1co-BGHpA、又はpsp70/EGFP、pHLP-19cap2(AAV2)若しくはp5repCMVcap5(AAV5)プラスミド及びpAdHELP(Promega CaPO4 kit)をトランスフェクトして、AAV2又はAAV5キャプシドにベクターをパッケージングさせた。3日後に細胞を収集し、ベクター収量について溶解物をqPCRアッセイ(7500 Real-Time PCR System)によって定量した。BGH pA配列特異的プライマー/プローブ(Applied Biosystems/Life Technologies)及び連続希釈した線状化プラスミドDNA(BGH pAを含む)の標準曲線を用いた。rAAVウイルス収量は細胞当たりのDNase耐性粒子(DRP)の量として表した(Clark, 1999)。
psITR/minCBA-HI-cLub1co-BGH、pHLP19-cap5(AAV5ベクターのため)及びpAdHELPの三重トランスフェクションを用い、実験規模のベクター生成を実施した。CsClグラディエントによってベクターを精製し、上記のように収量を定量した(University of Massachusetts Medical School, Worcester, MA)。
Example 2b-Method
Cloning of Inulbricin : Since there is no canine full-length rubricin cDNA in GenBank (incomplete sequence: GenBank no.ABD38836.1), complete canine cDNA was obtained from the custom synthetic canine cartilage cDNA library. To achieve the above, overlapping fragments were made using qPCR with various primers. Subsequently, a short form of inulbricin (cLub1) was designed using full-length cDNA (SEQ ID NO: 4) (similar to the short published version of human rubricin (Flannery, 2009)). This short inulbricin contained a deletion in the sequence encoding amino acids 378-782. This shortened lubricin sequence was codon-optimized (cLub1co) and further synthesized (GeneArt / Invitrogen). The cLubco fragment (smoothed KpnI to PmeI) was cloned to the Mfe (smoothed) -PmeI site of the plasmid. The plasmid contained a CMV enhancer, chicken β-actin promoter and shortened hybrid intron (Hib) (minCBA), and bovine growth hormone (BGH) polyadenylation site. E. coli Stable II cells were transformed with the ligation reactant and grown at 30 ° C. to minimize DNA rearrangement. The resulting clones were analyzed by restriction enzyme analysis and the cloning junctions were analyzed by DNA sequencing. Additional constructs were made. The additional construct contained modifications of the two "ATG" sequences present in the 6x histidine (6xHis) and intron sequences. In vitro lubricin expression was analyzed using the expression plasmid.
Invitrogen expression analysis : HEK293 cells were transfected with the rubricin expression plasmid using Lipofectamine 2000 (Invitrogen) and the cells were grown for 72 hours. To analyze rubricin mRNA expression, cells were collected and transcript levels were measured by real-time (RT) qPCR assay. BGA pA-specific primers / probes were used in the assay (7500 Real-Time PCR System; Applied Biosystems, Foster City, CA). Cultures were collected and concentrated approximately 20 to 30 times (100 k MWCO filter, Millipore) for protein production analysis. Samples were run on a 4-12% Bis-Tris gel or a 3-8% Tris-acetic acid (NuPAGE; Thermo Fisher Scientific) SDS-PAGE gel (reduction) with MOPS or Tris-acetate buffer, respectively. Lubricin was detected by Western blotting using mouse anti-lubricin antibody (9G3, Millipore) (Ai, 2015) and goat anti-mouse-HRP (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA) as a secondary antibody.
Preparation of AAV / cLub1co: The cLub1 expression cassette was cloned with an AAV reverse terminal repeat (ITR) -containing plasmid to prepare an expression cassette (previrus plasmid pDC627) flanked by AAV ITR, and psITR / minCBA-HI-cLub1co was prepared. -Builded BGHpA. To test the packaging of the plasmid containing the cLub1 expression cassette, 293 cells were seeded at 8x10 5 cells / well (6 well plate) and the next day psITR / minCBA-HI-cLub1co-BGHpA, or psp70 / EGFP, The pHLP-19cap2 (AAV2) or p5repCMVcap5 (AAV5) plasmid and pAdHELP (Promega CaPO 4 kit) were transfected to package the vector in AAV2 or AAV5 capsid. After 3 days, cells were harvested and lysates were quantified for vector yield by qPCR assay (7500 Real-Time PCR System). Standard curves of BGH pA sequence-specific primers / probes (Applied Biosystems / Life Technologies) and serially diluted linearized plasmid DNA (including BGH pA) were used. The rAAV virus yield was expressed as the amount of DNase-resistant particles (DRP) per cell (Clark, 1999).
Experimental scale vector generation was performed using triple transfections of psITR / minCBA-HI-cLub1co-BGH, pHLP19-cap5 (for AAV5 vector) and pAdHELP. Vectors were purified by CsCl gradient and yields were quantified as described above (University of Massachusetts Medical School, Worcester, MA).

実施例2c-結果
短いイヌルブリシンの作製:GenBankに存在するイヌルブリシン配列はエクソン6(857アミノ酸をコードする)の大きな部分を欠失しているので、完全長のイヌルブリシンcDNA(4017bp(終止コドンを含まない)、配列番号:4)を作製した。完全長のイヌルブリシンcDNAは合計1339アミノ酸を含むタンパク質(配列番号:5、図9)をコードする(1404アミノ酸のヒト配列よりもわずかに小さい)。アミノ酸レベルでは、このイヌルブリシンはヒトルブリシン(配列番号:11、図16)の配列と79%同一性を有する。
完全長イヌルブリシンは大きすぎ、パッケージ限界のためにrAAVベクターに適合しないので、イヌルブリシン短縮化バージョンを作製した。この短いイヌルブリシンバージョン(“Lub1”)は、ムチン様ドメインのアミノ酸378から782をコードする配列を欠失させることによって作製され、983アミノ酸(配列番号:7)をコードする2949bpの長さのcDNA(配列番号:6)が得られた。ムチン様ドメインの大きな欠失にもかかわらず、ほぼ10のKEPAPTT様ペプチドリピートが残存した。重要なことに、これらのいずれも規準的ヒトリピート配列と同一ではないが、(たとえそれらが同一であったとしても)当業者はこの短縮イヌLub1のデリバリーがOAの治療に有効であろうとは予想しえなかったであろう。これらのリピートは、それらが潜在的O-結合オリゴ糖結合部位であるので潤滑特性のために重要であると考えられる。この短いルブリシンのコドン最適化(Lub1co、配列番号:6)は、GC含有量を44%から60%に増加させ、本来のイヌDNA配列と74%のヌクレオチド類似性を有した。続いて、この短いイヌcDNAを用いて、minCBAプロモーター、cLub1co及びBGHpAを有するプラスミド発現カセットを作製した(図10)。6xHis-タグ及びイントロン領域内の推定ATGヌクレオチド配列の改変(偽翻訳開始部位を最小限にする)を有する発現プラスミドもまた作製した。
イヌルブリシンの発現分析:最小CBAプロモーター(minCBA-cLub1co)プラスミドのcLub1coの発現は、トランスフェクト293細胞におけるmRNAレベルの増加を示すことによってin vitroで確認された(図11A)。短いイントロンを有するminCBA-cLub1co構築物の活性は完全長CBA-HI構築物(CBA-cLub1co)を用いたときよりも約3倍低かった。完全長ルブリシンを含むプラスミド及び非コドン最適化構築物(CBH-cLubr)では転写はほとんど観察されなかった。多様な改変を有する発現カセットについて、転写物の分析もまた実施した(図10、11B)。minCBA-Lub1coの発現は、EGFP及びC-末端6xHis-タグ含有構築物に匹敵した。ハイブリッドイントロンに存在する2つの推定ATGコドンの欠失は発現レベルを約2倍強化させたようであった。Lubicoトランスフェクト細胞で観察された別の形態学的変化もまたLub1発現を示唆した。なぜならば、それら変化は非トランスフェクト細胞又はEGFPプラスミドトランスフェクト細胞には存在しなかったからである(データは提示していない)。
多様な発現プラスミドに由来するイヌLub1タンパク質の生成をルブリシンに対する抗体でウェスタンブロットによって試験し、濃縮培養液で250-380kDaのタンパク質が示された(図12A)。1339アミノ酸に基づいて予想されるサイズはほぼ160kDaであるが、より大きく、また広がったパターンシグナルはおそらくグリコシル化に起因する。非トランスフェクト細胞又はEGFPプラスミドトランスフェクト細胞では検出はほとんど観察されなかった。加えて、ΔATG改変は、この構築物に由来する転写物レベルの上昇についての観察と同様にルブリシン検出を増加させたようであった。タンパク質発現もまたプレウイルスAAVプラスミドから確認され、匹敵しうるタンパク質の検出が示された(図12B)。要約すれば、これらの結果は、イヌルブリシン発現カセットを含むプラスミドはグリコシル化ルブリシンタンパク質を発現し分泌することを明示した。
イヌルブリシン発現カセットを含むrAAVベクターの作製:プラスミドベクターのイヌルブリシン発現を確認したので、次に我々は、発現カセットがAAV2及びAAV5キャプシド血清型にパッケージされうるか否かを小規模パッケージ実験で試験した(図13A、B)。データは、EGFP発現ベクターで観察されたものと同様なイヌルブリシンのパッケージ有効性をAAV2及びAAV5キャプシドの両方で示した。6xHis-タグを加えてもrAAVベクター収量に変化はなかった。イヌHAS2発現カセットを含むAAV2ベクターで約5倍低いレベルのパッケージングが測定された。続いて、実験規模のAAV5/minCBA-cLub1の生成を実施して、スケールアップベクター生成を評価した。ベクター収量は、トランスジーンとしてEGFPを含む標準AAV2及びAAV5ベクター収量に匹敵した(データは提示していない)。続いて、AAV5ベクターをHEK293細胞でルブリシン産生及び分泌についてin vitroで試験した。ウェスタンブロットによる条件付け培養液の分析は、イヌルブリシンの用量依存検出を示した(図14)。要約すれば、イヌルブリシンの短縮バージョンを用いてrAAVベクターを作製できること、及びこのベクターを感染させた細胞はルブリシン合成及び培地への分泌を媒介できることがデータで示された。
Example 2c-Results
Preparation of short inulbricin: The inulbricin sequence present in GenBank lacks a large portion of exon 6 (encoding 857 amino acids), so the full-length inulbricin cDNA (4017 bp (without stop codon), SEQ ID NO:: 4) was prepared. The full-length inulbricin cDNA encodes a protein containing a total of 1339 amino acids (SEQ ID NO: 5, Figure 9) (slightly smaller than the human sequence of 1404 amino acids). At the amino acid level, this inulbricin has 79% identity with the sequence of human rubrisin (SEQ ID NO: 11, FIG. 16).
Full-length inulbricin was too large to fit the rAAV vector due to packaging limitations, so a shortened version of inulbricin was made. This short inulbricin version (“Lub1”) was created by deleting the sequence encoding amino acids 378 to 782 in the mucin-like domain and is a 2949 bp long cDNA encoding 983 amino acids (SEQ ID NO: 7). (SEQ ID NO: 6) was obtained. Despite a large deletion of the mucin-like domain, nearly 10 KEPAPTT-like peptide repeats remained. Importantly, none of these are identical to the canonical human repeat sequence, but those skilled in the art (even if they are identical) believe that delivery of this shortened canine Lub1 may be effective in treating OA. You couldn't have expected it. These repeats are considered important for lubrication properties as they are potential O-linked oligosaccharide binding sites. This short lubricin codon optimization (Lub1co, SEQ ID NO: 6) increased the GC content from 44% to 60% and had 74% nucleotide similarity to the original canine DNA sequence. Subsequently, this short canine cDNA was used to generate a plasmid expression cassette carrying the minCBA promoter, cLub1co and BGHpA (Fig. 10). Expression plasmids with 6xHis-tags and alterations to the putative ATG nucleotide sequence within the intron region (minimizing false translation initiation sites) were also generated.
Expression analysis of inulbricin : Expression of cLub1co, the minimal CBA promoter (minCBA-cLub1co) plasmid, was confirmed in vitro by showing increased mRNA levels in transfected 293 cells (Fig. 11A). The activity of the minCBA-cLub1co construct with a short intron was about 3-fold lower than when the full-length CBA-HI construct (CBA-cLub1co) was used. Transcription was rarely observed with plasmids containing full-length lubricin and non-codon-optimized constructs (CBH-cLubr). Transcript analysis was also performed on expression cassettes with various modifications (FIGS. 10, 11B). Expression of minCBA-Lub1co was comparable to EGFP and C-terminal 6xHis-tag containing constructs. Deletions of the two putative ATG codons present in the hybrid intron appeared to enhance expression levels by approximately 2-fold. Another morphological change observed in Lubico-transfected cells also suggested Lub1 expression. This is because those changes were not present in non-transfected cells or EGFP plasmid-transfected cells (data not presented).
The production of canine Lub1 protein from various expression plasmids was tested by Western blot with an antibody against lubricin and showed 250-380 kDa protein in concentrated culture medium (Fig. 12A). The expected size based on 1339 amino acids is approximately 160 kDa, but the larger and broader pattern signals are probably due to glycosylation. Little detection was observed in non-transfected cells or EGFP plasmid-transfected cells. In addition, the ΔATG modification appeared to increase rubricin detection as well as observations of elevated transcript levels derived from this construct. Protein expression was also confirmed from the previral AAV plasmid, indicating detection of comparable proteins (Fig. 12B). In summary, these results demonstrate that plasmids containing the inulbricin expression cassette express and secrete glycosylated rubricin proteins.
Preparation of rAAV Vectors Containing Inulbricin Expression Cassettes : Having confirmed inulbricin expression in the plasmid vector, we then tested in small package experiments whether the expression cassettes could be packaged in AAV2 and AAV5 capsid serotypes (Figure). 13A, B). The data showed packaging efficacy of inulbricin similar to that observed with the EGFP expression vector for both AAV2 and AAV5 capsids. The addition of the 6xHis-tag did not change the rAAV vector yield. About 5-fold lower levels of packaging were measured with AAV2 vectors containing canine HAS2 expression cassettes. Subsequently, experimental-scale AAV5 / minCBA-cLub1 generation was performed to evaluate scale-up vector generation. Vector yields were comparable to standard AAV2 and AAV5 vector yields containing EGFP as a transgene (data not presented). Subsequently, the AAV5 vector was tested in vitro for lubricin production and secretion in HEK293 cells. Analysis of conditioned cultures by Western blotting showed dose-dependent detection of inulbricin (Fig. 14). In summary, the data showed that a shortened version of inulbricin could be used to generate the rAAV vector, and that cells infected with this vector could mediate lubricin synthesis and secretion into the medium.

実施例2d-結論
上記に示したように、トランスジーンとしてのルブリシンはrAAV作製のために多くの問題を提示する。第一に、必要な発現エレメントを含むルブリシンcDNAのサイズはrAAVのパッケージング能力を超え、したがってより短いcDNAが要求された。興味深いことに、ムチン様ドメインのヒトルブリシンアミノ酸配列と比較して、完全なKEPAPTTリピートはイヌ配列には存在しない(図16)。組換えrAAVベクターの作製の場合、いずれのDNA配列の繰返しも難題をもたらしうる。なぜならば、リピート配列は、ウイルス生成中にDNA欠失及び再編成を引き起こすことによってウイルスゲノムの安定性及び完全性を低下させうるからである。しかしながら、標準EGFPレポーターベクターと比較したとき匹敵しうるベクター収量が得られたことを考慮すれば、開示の(かつ驚くべき)結果は、新規なイヌルブリシン配列を含みこれを発現するrAAVウイルスの作製は実現可能であることを示した。したがって、これは、ルブリシン遺伝子デリバリーのための単一rAAVベクター戦略を明らかにした最初の報告である。
Example 2d-Conclusion As shown above, rubricin as a transgene presents many problems for rAAV production. First, the size of the rubricin cDNA containing the required expression elements exceeded the packaging capacity of rAAV, thus requiring shorter cDNA. Interestingly, the complete KEPAPTT repeat is absent in the canine sequence compared to the human rubrisin amino acid sequence of the mucin-like domain (Fig. 16). For the production of recombinant rAAV vectors, repeating any DNA sequence can pose a challenge. This is because repeat sequences can reduce the stability and integrity of the viral genome by causing DNA deletions and rearrangements during virus production. However, given that comparable vector yields were obtained when compared to the standard EGFP reporter vector, the disclosed (and surprising) results show that the production of rAAV virus containing and expressing a novel inulbricin sequence is possible. Shown that it is feasible. Therefore, this is the first report to reveal a single rAAV vector strategy for lubricin gene delivery.

内側半月靱帯遊離(MMR)モデルにおけるAAV-HAS2のin vivo有効性試験
この試験の目的は、イヌOA後膝関節モデルで肉眼観察及び組織学を用いHAシンターゼ2遺伝子療法の有効性を評価することであった。12匹の無傷の研究用繁殖雑種犬の雄(フォックスハウンド表現型、約20-23kg)を麻酔し、関節鏡を用いて右後膝関節の内側半月靱帯遊離(MMR)を実施した(-14日目)。
リン酸緩衝生理食塩水(PBSコントロール)又はイヌヒアルロン酸シンターゼ2(cHAS-2)保有組換えAAV5のDNase耐性粒子(DRP)(5x1011)を0日目に関節内投与した(n=6匹/グループ)。
関節炎症のバイオマーカーのために、血漿を0日目及び182日目に全てのイヌから収集した。HAレベルの分析のために、右及び左滑液0、56、112及び182日目に全てのPBSコントロール及びcHAS-2処置グループから収集した。
182日目にイヌを安楽死させ、後膝関節靱帯遊離によって誘発された軟骨欠損(墨汁染色によって表示)を測定し、国際OA研究協会(OA Research Society International(OARSI))の標準技術による組織病理学検査のために関節組織を収集した。
肉眼的及び組織学的データは、GraphPad Prism 6統計ソフトを用いKruskal-Wallisで分析した。
滑液中の総HAレベルを測定したが、総HAレベルにおける処置関連の相違は全く示されなかった(図17)。
滑膜及び軟骨サンプルを182日目に処置関節から収集し、ウイルスゲノムの検出のために分析した(図18A)。個々のrAAV5/cHAS-2注射関節のそれぞれの滑膜サンプル(図18A)及び大半の軟骨サンプル(図18B)で、ベクター由来DNA及びmRNAが検出された。データは図18Cに要約されており、両組織サンプルにおける平均ベクターゲノム及びmRNAが示されている。
HAシンターゼ-2遺伝子療法の関節内投与と密接に関係する局所及び全身毒性の証拠はなかった。PBS処置と比較してcHAS-2処置では一貫した軟骨構造保全が存在した。内側大腿顆及び内側脛骨プラトー関節表面の両方における病巣のサイズ及び深さの減少は、6匹のrAAV5/cHAS2処置犬のうち4匹の大腿顆においてより明白であった。
図19では、内側大腿顆及び内側脛骨軟骨画像(2x)のそれぞれの左下角にCookら(Cook et al., 2001)に基づく組織病理学スコアが示されている。イヌ994731/PBSは中央帯に向けて広範囲に広がるびらんを有し、両軟骨表面でかなりのプロテオグリカンの消失を示した。軟骨保護効果は観察されなかった。イヌ993107(rAAV5/cHAS2処置)は、大腿軟骨の表層帯に浅い病巣を有したが、全体として、軟骨の残余部の良好な保護が存在し、プロテオグリカンの消失はほとんどなかった。脛骨プラトー病巣は中央帯に向かってより深く、軽度のプロテオグリカンの欠失があった。下層の軟骨は比較的正常であるので、大腿顆で軟骨保護作用は存在した。rAAV5/cHAS2で処置されたイヌ992879は大腿軟骨でいくらかのプロテオグリカン消失を示したが、全体的な形態は保存された。脛骨プラトーは輪郭が明瞭な巣状びらんを有したが、軟骨の大半は保存された。したがって、病巣は小さく重篤度も軽度であったので、ある程度の軟骨保護作用は証明された。
特に、軟骨サンプルでベクターが検出できないrAAV5処置動物の1匹はまたもっとも大きな脛骨プラトー病巣領域を有した(イヌ993107、図19)。逆に、滑膜及び軟骨の両方でベクターが検出された(ただし軟骨でmRNAは検出されなかった)rAAV5処置動物の1匹(イヌ992879)は最良の軟骨構造を有していた。
したがって、rAAV5-HAS2ベクターの存在は最良の軟骨構造と密接に関係し、当該ベクターが存在しないことと最大の脛骨プラトー病巣領域とは密接に関係する。したがって、ベクター/mRNA検出のばらつきにもかかわらず、HAS2を発現するrAAV5ベクターは所望の臨床結果を引き起こしたと思われる。
総合すれば、これらの結果により、イヌOA関節の滑膜及び軟骨への一貫したrAA5媒介遺伝子導入が明らかにされ、少なくとも6カ月間の持続的なベクター由来発現が確認された。組織学的分析は、cHAS-2処置関節の大半で軟骨病変の減少及び疾患進行を遅らせることを示したが、一方、滑液の総HAレベルでは相違はほとんど観察されなかった。後者は、軟骨及び滑膜の局所的HA発現は、総滑液HAレベルを上昇させることなく何らかの病気改変特性を有することを示しているのかもしれない。或いはまた、総HAレベル測定では検出できない、合成されたHAにおける分子量の変化もrAAV5/cHAS-2による有益な作用に貢献した可能性がある。
In vivo efficacy study of AAV-HAS2 in medial meniscus ligament free (MMR) model The purpose of this study is to evaluate the efficacy of HA synthase 2 gene therapy using gross observation and histology in a canine OA posterior knee joint model. Met. Twelve intact research breeding mongrel males (Foxhound phenotype, approximately 20-23 kg) were anesthetized and arthroscopically performed medial meniscus ligament release (MMR) of the right posterior knee joint (-14). Day).
Phosphate buffered saline (PBS control) or canine hyaluronic acid synthase 2 (cHAS-2) -carrying recombinant AAV5 DNase-resistant particles (DRP) (5x10 11 ) were intra-articularly administered on day 0 (n = 6 animals). /group).
Plasma was collected from all dogs on days 0 and 182 for biomarkers of arthritis. Right and left synovial fluids were collected from all PBS control and cHAS-2 treatment groups on days 0, 56, 112 and 182 for analysis of HA levels.
On day 182, the dog was euthanized, and the cartilage defect (indicated by ink staining) induced by the release of the posterior knee joint ligament was measured. Joint tissue was collected for physical examination.
Gross and histological data were analyzed by Kruskal-Wallis using GraphPad Prism 6 statistical software.
Total HA levels in synovial fluid were measured and showed no treatment-related differences in total HA levels (Fig. 17).
Synovial and cartilage samples were collected from treated joints on day 182 and analyzed for detection of the viral genome (Fig. 18A). Vector-derived DNA and mRNA were detected in each synovial sample (Fig. 18A) and most cartilage samples (Fig. 18B) of individual rAAV5 / cHAS-2 injection joints. The data are summarized in Figure 18C, showing the mean vector genome and mRNA in both tissue samples.
There was no evidence of local or systemic toxicity closely associated with intra-articular administration of HA synthase-2 gene therapy. There was consistent cartilage structure conservation with cHAS-2 treatment compared to PBS treatment. Reductions in lesion size and depth on both the medial femoral condyle and the medial tibial plateau joint surface were more pronounced in 4 of 6 rAAV5 / cHAS2-treated dogs.
In FIG. 19, the histopathological scores based on Cook et al. (Cook et al., 2001) are shown in the lower left corners of the medial femoral condyle and medial tibial cartilage images (2x), respectively. Canine 994731 / PBS had widespread erosions towards the median strip and showed significant proteoglycan disappearance on both cartilage surfaces. No cartilage protective effect was observed. Dog 993107 (treated with rAAV5 / cHAS2) had a shallow lesion in the superficial zone of the femoral cartilage, but overall there was good protection of the cartilage residue and there was little loss of proteoglycan. The tibial plateau lesion was deeper towards the median strip with a mild proteoglycan deletion. Since the underlying cartilage is relatively normal, there was a cartilage protective effect in the femoral condyle. Dog 992879 treated with rAAV5 / cHAS2 showed some proteoglycan disappearance in the femoral cartilage, but the overall morphology was preserved. The tibial plateau had well-defined nest-like erosions, but most of the cartilage was preserved. Therefore, the lesions were small and mild in severity, demonstrating some cartilage protection.
In particular, one of the rAAV5-treated animals for which the vector could not be detected in the cartilage sample also had the largest tibial plateau lesion area (dog 993107, Figure 19). Conversely, one rAAV5-treated animal (dog 992879) with vectors detected in both synovium and cartilage (but no mRNA in cartilage) had the best cartilage structure.
Therefore, the presence of the rAAV5-HAS2 vector is closely related to the best cartilage structure, and the absence of the vector is closely related to the largest tibial plateau lesion area. Therefore, despite variations in vector / mRNA detection, the rAAV5 vector expressing HAS2 appears to have produced the desired clinical results.
Taken together, these results revealed consistent rAA5-mediated gene transfer into the synovium and cartilage of canine OA joints, confirming sustained vector-derived expression for at least 6 months. Histological analysis showed that the majority of cHAS-2 treated joints reduced cartilage lesions and slowed disease progression, while little difference was observed in total synovial fluid HA levels. The latter may indicate that local HA expression in cartilage and synovium has some disease-modifying properties without increasing total synovial HA levels. Alternatively, changes in molecular weight in synthesized HA that cannot be detected by total HA level measurements may also contribute to the beneficial effects of rAAV5 / cHAS-2.

参考文献
Sanderson RO et al.Systematic review of the management of canine osteoarthritis.Veterinary Record (2009) 164, 418-424
McIlwraith CW.Frank Milne Lecture: from arthroscopy to gene therapy: 30 years of looking in joints.Am Assoc Equine Pract 2005;51:65-113.
Cook et al.The OARSI histopathology initiative - recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the dog.Osteoarthritis Cartilage, 2010;18 suppl 3:S66-79.
References
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McIlwraith CW.Frank Milne Lecture: from arthroscopy to gene therapy: 30 years of looking in joints. Am Assoc Equine Pract 2005; 51: 65-113.
Cook et al.The OARSI histopathology initiative --recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the dog. Osteoarthritis Cartilage, 2010; 18 suppl 3: S66-79.

本発明を以下の番号を付した項目でさらに表す:
1.変形性関節症(OA)を罹患する対象哺乳動物を治療する方法であって、前記対象哺乳動物に治療的に有効な量の組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)を関節内に投与する工程を含み、当該組換えアデノ随伴ウイルスがプロモーターに作動できるように連結された骨保護性若しくは骨再生性ポリペプチドをコードする核酸を含み、当該ポリペプチドが当該対象哺乳動物でOAの症状を緩和するために有効な量でin vivo発現される、前記方法。
2.ポリペプチドが、ヒアルロン酸シンターゼ(HAS)、ルブリシン、インターロイキン-1受容体(IL-1R)アンタゴニスト、インスリン様増殖因子1(IGF-1)、線維芽細胞増殖因子2(FGF-2)、形質転換増殖因子ベータ1(TGFβ1)、骨形成タンパク質7(BMP7)、グルコサミン-フルクトース-6-ホスフェートアミノトランスフェラーゼ(GFAT)、インターロイキン10(IL-10)、ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)、前記の生物学的に活性な切端形、又は前記の組合せである、項目1に記載の方法。
3.ポリペプチドがHAS2ポリペプチドである、項目1又は2に記載の方法。
4.対象哺乳動物がヒト、イヌ又はネコである、項目1-3のいずれかの項目に記載の方法。
5.対象哺乳動物がイヌである、項目1-4のいずれかの項目に記載の方法。
6.ポリペプチドがイヌHAS2である、項目5に記載の方法。
7.HAS2ポリペプチドが、配列番号:2に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一性を有するアミノ酸配列、又はHAS2 in vivo活性を当該対象動物で示す前記のフラグメント、変種若しくはホモローグを含む、項目5又は6に記載の方法。
8.HAS2ポリペプチドが配列番号:2に示されるアミノ酸配列を含む、項目5-7のいずれかの項目に記載の方法。
9.HAS2ポリペプチドをコードする核酸が、配列番号:3に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%同一性を有するヌクレオチド配列を有する、項目5-8のいずれかの項目に記載の方法。
10.rAAVが、5’から3’に向けて以下のエレメント:5’AAV逆方向末端リピート(ITR)、スタッファー核酸、プロモーター、イントロン(IN)、cHAS2コドン最適化cDNA、ポリアデニル化シグナル(pA)、及び3’AAV ITRを含むrAAVベクターゲノムを含む、項目5-9のいずれかの項目に記載の方法。
11.プロモーターがニワトリベータ-アクチン(CBA)プロモーターである、項目10に記載の方法。
12.ポリペプチドがルブリシンポリペプチドである、項目1又は2に記載の方法。
13.ルブリシンポリペプチドが、配列番号:7に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一性を有するアミノ酸配列、又はin vivoのルブリシン活性を当該対象動物で示す前記のフラグメント、変種若しくはホモローグを含む、項目12に記載の方法。
14.ルブリシンポリペプチドが、配列番号:7に示されるアミノ酸配列を含む、項目13に記載の方法。
15.ルブリシンポリペプチドをコードする核酸が、配列番号:6に示されるヌクレオチドと少なくとも90%同一性を有するヌクレオチド配列を有する、項目13又は14に記載の方法。
16.rAAVが、プラスミドpITR/minCBA-HI-cLub1co-BGHによってコードされるrAAVベクターゲノムを含む、項目13-14のいずれかの項目に記載の方法。
17.プロモーターが、CMV IEプロモーター、RSVプロモーター、HSV-1 TKプロモーター、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、アデノウイルス主要後期プロモーター、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、α-1アンチトリプシン遺伝子プロモーター、アルブミン遺伝子プロモーター、コラゲナーゼ遺伝子プロモーター、エラスターゼI遺伝子プロモーター、β-アクチン遺伝子プロモーター、CBAプロモーター、β-グロビン遺伝子プロモーター、γ-グロビン遺伝子プロモーター、α-フェトプロテイン遺伝子プロモーター、及び筋クレアチンキナーゼ(CK)遺伝子プロモーターから成る群から選択される、項目1-9又は12-16のいずれかに記載の方法。
18.AAVがAAV2又はAAV5キャプシドを含む、項目1に記載の方法。
19.イヌの軟骨細胞及び/又は滑膜細胞でヒアルロン酸の生成を増加させる方法であって、イヌにrAAVを投与する工程を含み、ここで、当該rAAVが、プロモーターに作動できるように連結されたHAS2酵素をコードする核酸を含むrAAVベクターゲノムを含み、投与の後で、当該HAS2酵素が発現されて追加のヒアルロン酸の生成を触媒し、それによって当該イヌでヒアルロン酸(HA)のレベルを増加させる、前記方法。
20.HAS2がイヌのOAの症状を治療するために十分な量で生成される、項目19に記載の方法。
21.HAレベルが健康なイヌで見いだされるレベルに回復される、項目20に記載の方法。
22.OAに罹患するイヌを治療する方法であって、イヌに治療的に有効な量のrAAVを投与する工程を含み、ここで、当該rAAVが、プロモーターに作動できるように連結されたHAS2をコードする核酸を含むAAVベクターゲノムを含む、前記方法。
23.OAに罹患するヒトを治療する方法であって、ヒトに治療的に有効な量のrAAVを投与する工程を含み、ここで、当該rAAVが、プロモーターに作動できるように連結されたHAS2をコードする核酸を含むAAVベクターを含む、前記方法。
24.HAS2をコードする核酸が、配列番号:3に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%同一性を有するか、又は配列番号:2のアミノ酸配列と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を有するHAS2をコードする、項目19-23のいずれかの項目に記載の方法。
25.HAS2が配列番号:2に示されるアミノ酸配列を有する、項目19-23のいずれかの項目に記載の方法。
26.イヌの軟骨細胞及び/又は滑膜細胞でルブリシンの生成を増加させる方法であって、イヌにrAAVを投与する工程を含み、ここで、当該rAAVがプロモーターに作動できるように連結されたルブリシンをコードする核酸を含むrAAVベクターゲノムを含み、投与の後で当該ルブリシンが発現され、それによって当該イヌでルブリシンのレベルを増加させる、前記方法。
27.ルブリシンが、イヌのOAの症状を治療するために十分な量で生成される、項目26に記載の方法。
28.ルブリシンレベルが健康なイヌで見いだされるレベルに回復される、項目26に記載の方法。
29.OAに罹患するイヌを治療する方法であって、イヌに治療的に有効な量のrAAVを投与する工程を含み、ここで、当該rAAVが、プロモーターに作動できるように連結されたルブリシンをコードする核酸を含むrAAVベクターゲノムを含む、前記方法。
30.OAに罹患するヒトを治療する方法であって、ヒトに治療的に有効な量のrAAVを投与する工程を含み、ここで、当該rAAVが、プロモーターに作動できるように連結されたルブリシンをコードする核酸を含むAAVベクターゲノムを含む、前記方法。
31.ルブリシンポリペプチドをコードする核酸が配列番号:6に示される配列と少なくとも90%同一性を有するか、又は当該核酸が配列番号:7に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を有するルブリシンをコードする、項目26-30のいずれかの項目に記載の方法。
32.ルブリシンが配列番号:7に示されるアミノ酸配列を有する、項目26-30のいずれかの項目に記載の方法。
33.プロモーターが、CMV IEプロモーター、RSVプロモーター、HSV-1 TKプロモーター、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、α-1アンチトリプシン遺伝子プロモーター、アルブミン遺伝子プロモーター、コラゲナーゼ遺伝子プロモーター、エラスターゼI遺伝子プロモーター、CBAプロモーター、β-アクチン遺伝子プロモーター、β-グロビン遺伝子プロモーター、γ-グロビン遺伝子プロモーター、α-フェトプロテイン遺伝子プロモーター、及び筋クレアチンキナーゼ遺伝子プロモーターから成る群から選択される、項目19-32のいずれかに記載の方法。
34.rAAVが、プラスミドPs-AAV-ITR/CBA-cHAS2co-BGHによってコードされるrAAVベクターゲノムを含む、項目19-25のいずれかの項目に記載の方法。
35.rAAVが、プラスミドPs-AAV-ITR/minCBA-HI-cLub1co-BGHによってコードされるrAAVベクターゲノムを含む、項目26-32のいずれかの項目に記載の方法。
36.OAの発症をそのリスクがある対象哺乳動物で予防する方法であって、治療的に有効な量のrAAVをイヌに投与する工程を含み、ここで、当該rAAVがプロモーターに作動できるように連結されたHAS2をコードする核酸を含むrAAVベクターゲノムを含む、前記方法。
37.HAS2ポリペプチドをコードする核酸が、配列番号:2に示される配列と少なくとも90%同一性を有するか、又は配列番号:2のアミノ酸配列と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を有するHAS2をコードする、項目36に記載の方法。
38.HAS2ポリペプチドが配列番号:3に示されるアミノ酸配列を含む、項目36又は37に記載の方法。
39.OAの発症をそのリスクがある対象哺乳動物で予防する方法であって、治療的に有効な量のrAAVをイヌに投与する工程を含み、ここで、当該rAAVがプロモーターに作動できるように連結されたルブリシンをコードする核酸を含むrAAVベクターゲノムを含む、前記方法。
40.ルブリシンをコードする核酸が、配列番号:6に示される配列と少なくとも90%同一性を有するか、又は当該核酸が、配列番号:7に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を有するルブリシンをコードする、項目39に記載の方法。
41.ルブリシンポリペプチドが配列番号:7に示されるアミノ酸配列を有する、項目40に記載の方法。
42.プロモーターが、CMV IEプロモーター、RSVプロモーター、HSV-1 TKプロモーター、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、α-1アンチトリプシン遺伝子プロモーター、アルブミン遺伝子プロモーター、コラゲナーゼ遺伝子プロモーター、エラスターゼI遺伝子プロモーター、CBAプロモーター、β-アクチン遺伝子プロモーター、β-グロビン遺伝子プロモーター、γ-グロビン遺伝子プロモーター、α-フェトプロテイン遺伝子プロモーター、及び筋クレアチンキナーゼ遺伝子プロモーターから成る群から選択される、項目36-38のいずれかに記載の方法。
43.rAAVが、プラスミドPs-AAV-ITR/CBA-cHAS2co-BGHによってコードされるrAAVベクターゲノムを含む、項目26に記載の方法。
44.rAAVが、プラスミドPs-AAV-ITR/minCBA-HI-cLub1co-BGHによってコードされるrAAVベクターゲノムを含む、項目26に記載の方法。
45.rAAVが関節内に投与される、項目19-44のいずれかの項目に記載の方法。
46.プロモーターに作動できるように連結されたイヌHAS2ポリペプチドをコードする核酸配列を含む、組換えプラスミドベクター。
47.HAS2ポリペプチドをコードする核酸配列が、配列番号:3に示される配列と少なくとも90%同一性を有するか、又は当該核酸が、配列番号:2に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を含むHAS2ポリペプチドをコードする、項目46に記載の組換えプラスミド。
48.HAS2ポリペプチドが配列番号:2に示されるアミノ酸配列を含む、項目46又は47に記載の組換えプラスミド。
49.pCBA-HI-cHAS2-BGHpAを含む、項目46-49のいずれかの項目に記載の組換えプラスミド。
50.プロモーターに作動できるように連結された短縮イヌルブリシンをコードする核酸配列を含む、組換えプラスミドベクター。
51.ルブリシンをコードする核酸配列が、配列番号:6に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%同一性を有するか、又は当該核酸が、配列番号:7に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を含むルブリシンをコードする、項目50に記載の組換えプラスミド。
52.ルブリシンポリペプチドが配列番号:7に示されるアミノ酸配列を有する、項目50又は51に記載の組換えプラスミド。
53.プロモーターが、CMV IEプロモーター、RSVプロモーター、HSV-1 TKプロモーター、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、α-1アンチトリプシン遺伝子プロモーター、アルブミン遺伝子プロモーター、コラゲナーゼ遺伝子プロモーター、エラスターゼI遺伝子プロモーター、CBAプロモーター、β-アクチン遺伝子プロモーター、β-グロビン遺伝子プロモーター、γ-グロビン遺伝子プロモーター、α-フェトプロテイン遺伝子プロモーター、及び筋クレアチンキナーゼ遺伝子プロモーターから成る群から選択される、項目46-49又は50-52のいずれかの項目に記載の組換えプラスミド。
54.配列番号:8に示されるヌクレオチド配列を含む、組換えAAV5ウイルスベクター。
55.項目53に記載のrAAVベクターを含む、rAAV。
56.項目55に記載のrAAV、及び少なくとも1つの医薬的若しくは獣医的に許容できる担体、賦形剤又はベヒクルを含む、医薬組成物。
57.変形性関節症に罹患する対象哺乳動物を治療する方法であって、項目56に記載の医薬組成物の治療的に有効な量を対象哺乳動物に関節内投与する工程を含む、前記方法。
58.当該対象哺乳動物がヒト又はイヌである、項目57に記載の方法。
59.滑膜細胞及び/又は軟骨細胞におけるHAS2又はルブリシンの長期遺伝子発現によって哺乳動物の関節のOAの治療で使用される、アデノ随伴ウイルス(AAV)を土台とする生物学的デリバリー及び発現系であって、前記系がrAAVを含み、ここで当該rAAVが、HAS2又はルブリシンをコードする核酸配列、左右のAAV逆方向末端リピート(L ITR及びR ITR)を含むrAAVベクターを含み、滑膜細胞及び/又は軟骨細胞内のHAS2又はルブリシン遺伝子の発現がプロモーターによって調節され、当該プロモーターがHAS2又はルブリシンをコードする核酸配列のリーディングフレームの上流に配置され、さらに前記プロモーターが免疫刺激物質のレベル増加によって特異的に活性化される、前記系。
60.HAS2が哺乳動物HAS2である、項目59に記載のAAV系。
61.HAS2がヒトHAS2である、項目59又は60に記載のAAV系。
62.プロモーターが炎症誘導性プロモーターである、項目59-61のいずれかの項目に記載のAAV系。
63.炎症誘導性プロモーターが、NF-KBプロモーター、インターロイキン6(IL-6)プロモーター、インターロイキン-1(IL-1)プロモーター、腫瘍壊死因子(TNF)プロモーター、シクロオキシゲナーゼ2(COX-2)プロモーター、補体因子3(C3)プロモーター、血清アミロイドA3(SAA3)プロモーター、マクロファージ炎症タンパク質-1a(MIP-1a)プロモーター及び前記のハイブリッド構築物から選択される、項目62に記載のAAV系。
64.rAAVベクターゲノムが、配列番号:2のアミノ酸配列を含むHAS2、配列番号:7のアミノ酸配列を含むルブリシン、又は前記の機能的変種をコードする核酸を含む、項目59-63のいずれかの項目に記載のAAV系。
65.rAAVベクターゲノムが、滑膜細胞及び/又は軟骨細胞内で当該ベクターゲノムをモニターすることを可能にするマーカー遺伝子を含む、項目59-64のいずれかの項目に記載のAAV系。
66.rAAVベクターゲノムが、配列番号:3又は配列番号:6に示される核酸配列と少なくとも80%又は90%配列同一性を有する核酸を含む、項目59-65のいずれかの項目に記載のAAV系。
67.rAAVベクターゲノムが配列番号:3又は配列番号:6に示される核酸配列を含む、項目59-66のいずれかの項目に記載のAAV系。
68.変形性関節症の治療又は予防のための、項目59-67のいずれかの項目に記載のAAV系。
69.項目59-68のいずれかの項目に記載のAAV系を含む、医薬組成物。
70.rAAVベクターを含むrAAVであって、プロモーターに作動できるように連結されたイヌHAS2ポリペプチドをコードする核酸配列を含む、前記rAAV。
71.HAS2ポリペプチドをコードする核酸配列が、配列番号:3に示される配列と少なくとも90%同一性を有するか、又は当該核酸が、配列番号:2に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を含むHAS2ポリペプチドをコードする、項目70に記載のrAAV。
72.HAS2ポリペプチドが配列番号:2に示されるアミノ酸配列を含む、項目70又は71に記載のrAAV。
73.プロモーターに作動できるように連結されたイヌルブリシンをコードする核酸配列を含むrAAVベクターを含むrAAV。
74.ルブリシンをコードする核酸配列が、配列番号:6に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%同一性を有するか、又は当該核酸が、配列番号:7に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を含むルブリシンをコードする、項目73に記載のrAAV。
75.ルブリシンポリペプチドが配列番号:7に示されるアミノ酸配列を有する、項目73又は74に記載のrAAV。
76.rAAVベクターが配列番号:8に示されるヌクレオチド配列を含む、項目50-53のいずれかの項目に記載のAAV。
77.プロモーターが、CMV IEプロモーター、RSVプロモーター、HSV-1 TKプロモーター、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、α-1アンチトリプシン遺伝子プロモーター、アルブミン遺伝子プロモーター、コラゲナーゼ遺伝子プロモーター、エラスターゼI遺伝子プロモーター、CBAプロモーター、β-アクチン遺伝子プロモーター、β-グロビン遺伝子プロモーター、γ-グロビン遺伝子プロモーター、α-フェトプロテイン遺伝子プロモーター、及び筋クレアチンキナーゼ遺伝子プロモーターから成る群から選択される、項目71-72又は74-76のいずれかの項目に記載のrAAV。
78.AAV2キャプシド又はAAV5キャプシドを含む、項目71-77のいずれかの項目に記載のrAAV。
79.項目71-78のいずれかの項目に記載のrAAV、及び少なくとも1つの医薬的若しくは獣医的に許容できる担体、賦形剤又はベヒクルを含む、医薬組成物。
80.変形性関節症に罹患する対象哺乳動物を治療する方法であって、項目79に記載の医薬組成物の治療的に有効な量を対象哺乳動物に関節内投与する工程を含む、前記方法。
81.対象哺乳動物がヒト又はイヌである、項目80に記載の方法。
82.配列番号:4に示される配列を有する単離核酸。
83.配列番号:5に示される配列を有する単離ポリペプチド。
本発明は今や下記の非限定的特許請求の範囲にしたがって表されるであろう。
The present invention is further represented by the following numbered items:
1. 1. A method of treating a target mammal suffering from osteoarthritis (OA), comprising intra-articular administration of a therapeutically effective amount of recombinant adeno-associated virus (rAAV) to the target mammal. , Containing a nucleic acid encoding a bone-protective or regenerative polypeptide linked so that the recombinant adeno-associated virus can act on a promoter, in order for the polypeptide to alleviate the symptoms of OA in the subject mammal. The method described above, which is expressed in vivo in an effective amount.
2. Polypeptides are hyaluronic acid synthase (HAS), lubricin, interleukin-1 receptor (IL-1R) antagonist, insulin-like growth factor 1 (IGF-1), fibroblast growth factor 2 (FGF-2), traits. Conversion growth factor beta 1 (TGFβ1), bone morphogenetic protein 7 (BMP7), glucosamine-fluctose-6-phosphate aminotransferase (GFAT), interleukin 10 (IL-10), hemoxygenase-1 (HO-1), supra. The method of item 1, wherein is a biologically active incisal form, or a combination of the above.
3. 3. The method of item 1 or 2, wherein the polypeptide is a HAS2 polypeptide.
Four. The method according to any one of items 1-3, wherein the target mammal is a human, dog or cat.
Five. The method according to any of items 1-4, wherein the target mammal is a dog.
6. 5. The method of item 5, wherein the polypeptide is canine HAS2.
7. 7. Item 5 or 6 wherein the HAS2 polypeptide comprises an amino acid sequence that is at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, or said fragment, variant or homologue that exhibits HAS2 in vivo activity in the subject animal. The method described in.
8. The method of any of items 5-7, wherein the HAS2 polypeptide comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.
9. The method of any of items 5-8, wherein the nucleic acid encoding the HAS2 polypeptide has a nucleotide sequence that is at least 90% identical to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3.
Ten. From 5'to 3', rAAV has the following elements: 5'AAV reverse terminal repeat (ITR), stuffer nucleic acid, promoter, intron (IN), cHAS2 codon-optimized cDNA, polyadenylation signal (pA), and The method according to any of items 5-9, comprising the rAAV vector genome comprising 3'AAV ITR.
11. 11. 10. The method of item 10, wherein the promoter is a chicken beta-actin (CBA) promoter.
12. The method of item 1 or 2, wherein the polypeptide is a rubricin polypeptide.
13. Item 12, wherein the rubrisin polypeptide comprises an amino acid sequence that is at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7, or the fragment, variant or homologue that exhibits in vivo rubrisin activity in the subject animal. The method described.
14. 13. The method of item 13, wherein the rubricin polypeptide comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7.
15. 15. 13. The method of item 13 or 14, wherein the nucleic acid encoding the rubricin polypeptide has a nucleotide sequence that is at least 90% identical to the nucleotide set forth in SEQ ID NO: 6.
16. The method according to any of items 13-14, wherein rAAV comprises the rAAV vector genome encoded by the plasmid pITR / minCBA-HI-cLub1co-BGH.
17. 17. The promoters are CMV IE promoter, RSV promoter, HSV-1 TK promoter, SV40 early promoter, SV40 late promoter, adenovirus major late promoter, phosphoglycerate kinase gene promoter, metallothioneine gene promoter, α-1 antitrypsin gene promoter, albumin. Consists of gene promoter, collagenase gene promoter, elastase I gene promoter, β-actin gene promoter, CBA promoter, β-globin gene promoter, γ-globin gene promoter, α-fetoprotein gene promoter, and muscle creatin kinase (CK) gene promoter The method according to any of items 1-9 or 12-16, selected from the group.
18. The method of item 1, wherein the AAV comprises an AAV2 or AAV5 capsid.
19. A method of increasing hyaluronic acid production in canine chondrocytes and / or synovial cells, comprising administering rAAV to the canine, wherein the rAAV is ligated to actuate on a promoter HAS2. It contains an rAAV vector genome containing the nucleic acid encoding the enzyme, and after administration, the HAS2 enzyme is expressed to catalyze the production of additional hyaluronic acid, thereby increasing the level of hyaluronic acid (HA) in the dog. , Said method.
20. 19. The method of item 19, wherein HAS2 is produced in an amount sufficient to treat the symptoms of canine OA.
twenty one. The method of item 20, wherein the HA level is restored to the level found in healthy dogs.
twenty two. A method of treating a dog suffering from OA, comprising administering to the dog a therapeutically effective amount of rAAV, wherein the rAAV encodes HAS2 ligated to actuate on a promoter. The method described above comprising an AAV vector genome comprising a nucleic acid.
twenty three. A method of treating a human suffering from OA, comprising administering to the human a therapeutically effective amount of rAAV, wherein the rAAV encodes HAS2 ligated to actuate on a promoter. The method comprising an AAV vector comprising nucleic acid.
twenty four. An item encoding HAS2 in which the nucleic acid encoding HAS2 has at least 90% identity with the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 or has at least 90% identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. The method described in any of 19-23.
twenty five. The method of any of items 19-23, wherein HAS2 has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.
26. A method of increasing the production of rubricin in canine chondrocytes and / or synovial cells, comprising administering rAAV to the dog, wherein the rAAV is ligated to actuate a promoter. Said method comprising an rAAV vector genome comprising a nucleic acid to be administered, wherein the rubricin is expressed after administration, thereby increasing the level of rubricin in the dog.
27. 26. The method of item 26, wherein lubricin is produced in an amount sufficient to treat the symptoms of canine OA.
28. The method of item 26, wherein the rubricin levels are restored to the levels found in healthy dogs.
29. A method of treating a dog suffering from OA, comprising the step of administering to the dog a therapeutically effective amount of rAAV, wherein the rAAV encodes a promoter-linked rubricin. The method described above comprising an rAAV vector genome comprising a nucleic acid.
30. A method of treating a human suffering from OA, comprising administering to the human a therapeutically effective amount of rAAV, wherein the rAAV encodes lubricin ligated to actuate on a promoter. The method described above comprising an AAV vector genome comprising a nucleic acid.
31. Lubricin The nucleic acid encoding the polypeptide has at least 90% identity with the sequence set forth in SEQ ID NO: 6, or the nucleic acid has an amino acid sequence at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7. Code, the method described in any of the items 26-30.
32. The method of any of items 26-30, wherein rubricin has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7.
33. The promoters are CMV IE promoter, RSV promoter, HSV-1 TK promoter, SV40 early promoter, SV40 late promoter, phosphoglycerate kinase gene promoter, metallothioneine gene promoter, α-1 antitrypsin gene promoter, albumin gene promoter, collagenase gene promoter. , Elastase I gene promoter, CBA promoter, β-actin gene promoter, β-globin gene promoter, γ-globin gene promoter, α-fetoprotein gene promoter, and muscle creatin kinase gene promoter. The method described in any of 32.
34. The method according to any of items 19-25, wherein the rAAV comprises the rAAV vector genome encoded by the plasmid Ps-AAV-ITR / CBA-cHAS2co-BGH.
35. The method according to any of items 26-32, wherein rAAV comprises the rAAV vector genome encoded by the plasmid Ps-AAV-ITR / minCBA-HI-cLub1co-BGH.
36. A method of preventing the development of OA in a subject mammal at risk, comprising administering to a dog a therapeutically effective amount of rAAV, wherein the rAAV is ligated to actuate on a promoter. The method comprising an rAAV vector genome comprising a nucleic acid encoding HAS2.
37. The nucleic acid encoding the HAS2 polypeptide encodes HAS2 having at least 90% identity with the sequence set forth in SEQ ID NO: 2, or at least 90% identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. The method described in item 36.
38. 36 or 37. The method of item 36 or 37, wherein the HAS2 polypeptide comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3.
39. A method of preventing the development of OA in a subject mammal at risk, comprising administering to a dog a therapeutically effective amount of rAAV, wherein the rAAV is ligated to actuate on a promoter. The method comprising an rAAV vector genome comprising a nucleic acid encoding a rubricin.
40. The nucleic acid encoding lubricin has at least 90% identity with the sequence set forth in SEQ ID NO: 6, or the nucleic acid has an amino acid sequence at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7. Code, the method described in item 39.
41. 40. The method of item 40, wherein the rubricin polypeptide has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7.
42. The promoters are CMV IE promoter, RSV promoter, HSV-1 TK promoter, SV40 early promoter, SV40 late promoter, phosphoglycerate kinase gene promoter, metallothioneine gene promoter, α-1 antitrypsin gene promoter, albumin gene promoter, collagenase gene promoter. , Elastase I gene promoter, CBA promoter, β-actin gene promoter, β-globin gene promoter, γ-globin gene promoter, α-fetoprotein gene promoter, and muscle creatin kinase gene promoter. The method described in any of 38.
43. 26. The method of item 26, wherein the rAAV comprises the rAAV vector genome encoded by the plasmid Ps-AAV-ITR / CBA-cHAS2co-BGH.
44. 26. The method of item 26, wherein rAAV comprises the rAAV vector genome encoded by the plasmid Ps-AAV-ITR / minCBA-HI-cLub1co-BGH.
45. The method of any of items 19-44, wherein rAAV is administered intra-articularly.
46. A recombinant plasmid vector containing a nucleic acid sequence encoding a canine HAS2 polypeptide ligated to actuate on a promoter.
47. The nucleic acid sequence encoding the HAS2 polypeptide has at least 90% identity with the sequence set forth in SEQ ID NO: 3, or the nucleic acid has an amino acid sequence at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. 46. The recombinant plasmid according to item 46, which encodes a HAS2 polypeptide comprising.
48. The recombinant plasmid according to item 46 or 47, wherein the HAS2 polypeptide comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.
49. The recombinant plasmid according to any of items 46-49, comprising pCBA-HI-cHAS2-BGHpA.
50. A recombinant plasmid vector containing a nucleic acid sequence encoding a shortened inulbricin ligated to act on a promoter.
51. The nucleic acid sequence encoding lubricin has at least 90% identity with the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6, or the nucleic acid has an amino acid sequence at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7. The recombinant plasmid according to item 50, which encodes a rubricin containing.
52. The recombinant plasmid according to item 50 or 51, wherein the rubricin polypeptide has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7.
53. The promoters are CMV IE promoter, RSV promoter, HSV-1 TK promoter, SV40 early promoter, SV40 late promoter, phosphoglycerate kinase gene promoter, metallothioneine gene promoter, α-1 antitrypsin gene promoter, albumin gene promoter, collagenase gene promoter. , Elastase I gene promoter, CBA promoter, β-actin gene promoter, β-globin gene promoter, γ-globin gene promoter, α-fetoprotein gene promoter, and muscle creatin kinase gene promoter. The recombinant promoter according to any one of 49 or 50-52.
54. Recombinant AAV5 viral vector comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 8.
55. 55. An rAAV comprising the rAAV vector according to item 53.
56. A pharmaceutical composition comprising the rAAV of item 55 and at least one pharmaceutically or veterinarily acceptable carrier, excipient or vehicle.
57. A method for treating a target mammal suffering from osteoarthritis, which comprises the step of intra-articular administration of a therapeutically effective amount of the pharmaceutical composition according to item 56 to the target mammal.
58. 58. The method of item 57, wherein the subject mammal is a human or dog.
59. Adeno-associated virus (AAV) -based biological delivery and expression system used in the treatment of OA in mammalian joints by long-term gene expression of HAS2 or rubricin in synovial and / or cartilage cells. , Said system comprising rAAV, where the rAAV comprises a nucleic acid sequence encoding HAS2 or rubricin, an rAAV vector containing left and right AAV reverse terminal repeats (LITR and RITR), synovial cells and / or. Expression of the HAS2 or lubricin gene in cartilage cells is regulated by a promoter, which is located upstream of the leading frame of the nucleic acid sequence encoding HAS2 or lubricin, and the promoter is specifically directed by increased levels of immunostimulators. The system to be activated.
60. The AAV system according to item 59, wherein HAS2 is mammalian HAS2.
61. The AAV system according to item 59 or 60, wherein HAS2 is human HAS2.
62. The AAV system according to any of items 59-61, wherein the promoter is an inflammation-inducing promoter.
63. Inflammation-inducing promoters include NF-KB promoter, interleukin 6 (IL-6) promoter, interleukin-1 (IL-1) promoter, tumor necrosis factor (TNF) promoter, cyclooxygenase 2 (COX-2) promoter, and complement. Item 62. The AAV system according to item 62, which is selected from the body factor 3 (C3) promoter, the serum amyloid A3 (SAA3) promoter, the macrophage inflammatory protein-1a (MIP-1a) promoter and the hybrid construct described above.
64. In any of items 59-63, the rAAV vector genome comprises HAS2 comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, rubricin comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, or a nucleic acid encoding the functional variant described above. The described AAV system.
65. The AAV system according to any of items 59-64, wherein the rAAV vector genome comprises a marker gene that allows the vector genome to be monitored in synovial and / or chondrocytes.
66. The AAV system according to any of items 59-65, wherein the rAAV vector genome comprises a nucleic acid having at least 80% or 90% sequence identity with the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 6.
67. The AAV system according to any of items 59-66, wherein the rAAV vector genome comprises the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 6.
68. The AAV system according to any of items 59-67 for the treatment or prevention of osteoarthritis.
69. A pharmaceutical composition comprising the AAV system according to any of items 59-68.
70. The rAAV comprising an rAAV vector, said rAAV, comprising a nucleic acid sequence encoding a canine HAS2 polypeptide ligated to actuate on a promoter.
71. The nucleic acid sequence encoding the HAS2 polypeptide has at least 90% identity with the sequence set forth in SEQ ID NO: 3, or the nucleic acid has an amino acid sequence at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. The rAAV of item 70, which encodes a HAS2 polypeptide comprising.
72. The rAAV of item 70 or 71, wherein the HAS2 polypeptide comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.
73. An rAAV containing an rAAV vector containing a nucleic acid sequence encoding an inulbricin ligated to actuate on a promoter.
74. The nucleic acid sequence encoding lubricin has at least 90% identity with the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6, or the nucleic acid has an amino acid sequence at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7. The rAAV of item 73, which encodes a rubricin containing.
75. The rAAV of item 73 or 74, wherein the rubricin polypeptide has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7.
76. AAV according to any of items 50-53, wherein the rAAV vector comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 8.
77. The promoters are CMV IE promoter, RSV promoter, HSV-1 TK promoter, SV40 early promoter, SV40 late promoter, phosphoglycerate kinase gene promoter, metallothioneine gene promoter, α-1 antitrypsin gene promoter, albumin gene promoter, collagenase gene promoter. , Elastase I gene promoter, CBA promoter, β-actin gene promoter, β-globin gene promoter, γ-globin gene promoter, α-fetoprotein gene promoter, and muscle creatin kinase gene promoter. The rAAV described in any of 72 or 74-76.
78. The rAAV according to any of items 71-77, comprising the AAV2 capsid or the AAV5 capsid.
79. A pharmaceutical composition comprising rAAV according to any of items 71-78, and at least one pharmaceutically or veterinarily acceptable carrier, excipient or vehicle.
80. A method for treating a target mammal suffering from osteoarthritis, which comprises the step of intra-articular administration of a therapeutically effective amount of the pharmaceutical composition according to item 79 to the target mammal.
81. 80. The method of item 80, wherein the subject mammal is a human or dog.
82. Isolated nucleic acid having the sequence shown in SEQ ID NO: 4.
83. Isolated polypeptide having the sequence set forth in SEQ ID NO: 5.
The present invention will now be represented in accordance with the following non-limiting claims.

Claims (15)

組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターを含むrAAVであって、当該rAAVベクターがプロモーターに作動できるように連結されたイヌHAS2ポリペプチドをコードする核酸配列を含む、前記rAAV。 A rAAV comprising a recombinant adeno-associated virus (rAAV) vector, said rAAV comprising a nucleic acid sequence encoding a canine HAS2 polypeptide ligated so that the rAAV vector can act on a promoter. HAS2ポリペプチドをコードする核酸配列が配列番号:3に示される配列と少なくとも90%同一性を有するか、若しくはHAS2ポリペプチドをコードする核酸が配列番号:2に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を含むHAS2ポリペプチドをコードするか、又はHAS2ポリペプチドが配列番号:2に示されるアミノ酸配列を含む、及び/又は組換えプラスミドがpCBA-HI-cHAS2-BGHpAを含む、請求項1に記載のrAAV。 The nucleic acid sequence encoding the HAS2 polypeptide has at least 90% identity with the sequence set forth in SEQ ID NO: 3, or the nucleic acid encoding the HAS2 polypeptide has at least 90% identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. The HAS2 polypeptide comprising the amino acid sequence of, or the HAS2 polypeptide comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, and / or the recombinant plasmid comprises pCBA-HI-cHAS2-BGHpA, claim 1. RAAV described in. rAAVベクターを含むrAAVであって、当該rAAVベクターが、プロモーターに作動できるように連結された、短縮イヌルブリシンをコードする核酸配列を含む、前記rAAV。 The rAAV comprising an rAAV vector, wherein the rAAV vector comprises a nucleic acid sequence encoding a shortened inulbricin ligated to actuate on a promoter. ルブリシンをコードする核酸配列が配列番号:6に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%同一性を有するか、又は当該核酸が配列番号:7に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一のアミノ酸配列を含むルブリシンをコードする、請求項3に記載のrAAV。 The nucleic acid sequence encoding lubricin has at least 90% identity with the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6, or the nucleic acid contains an amino acid sequence at least 90% identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7. The rAAV according to claim 3, which encodes. ルブリシンポリペプチドが配列番号:7に示されるアミノ酸配列を有する、請求項3又は4に記載のrAAV。 The rAAV of claim 3 or 4, wherein the rubricin polypeptide has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7. rAAVベクターが配列番号:8に示されるヌクレオチド配列を含む、請求項3から5のいずれかの項に記載のrAAV。 The rAAV according to any one of claims 3 to 5, wherein the rAAV vector comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 8. プロモーターが、CMV IEプロモーター、RSVプロモーター、HSV-1 TKプロモーター、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、α-1アンチトリプシン遺伝子プロモーター、アルブミン遺伝子プロモーター、コラゲナーゼ遺伝子プロモーター、エラスターゼI遺伝子プロモーター、CBAプロモーター、β-アクチン遺伝子プロモーター、β-グロビン遺伝子プロモーター、γ-グロビン遺伝子プロモーター、α-フェトプロテイン遺伝子プロモーター、及び筋クレアチンキナーゼ遺伝子プロモーターから成る群から選択される、請求項1から6のいずれかの項に記載のrAAV。 The promoters are CMV IE promoter, RSV promoter, HSV-1 TK promoter, SV40 early promoter, SV40 late promoter, phosphoglycerate kinase gene promoter, metallothioneine gene promoter, α-1 antitrypsin gene promoter, albumin gene promoter, collagenase gene promoter. , Elastase I gene promoter, CBA promoter, β-actin gene promoter, β-globin gene promoter, γ-globin gene promoter, α-fetoprotein gene promoter, and muscle creatine kinase gene promoter. RAAV described in any of the sections from 6. rAAVがAAV2キャプシド又はAAV5キャプシドを含む、請求項1から7のいずれかの項に記載のrAAV。 The rAAV according to any one of claims 1 to 7, wherein the rAAV comprises an AAV2 capsid or an AAV5 capsid. rAAVがAAV5キャプシドを含む、請求項8に記載のrAAV。 The rAAV of claim 8, wherein the rAAV comprises an AAV5 capsid. 請求項1から9のいずれかの項に記載のrAAV及び場合によって少なくとも1つの医薬的若しくは獣医的に許容できる担体、賦形剤又はビヒクルを含む、医薬組成物。 A pharmaceutical composition comprising the rAAV of any of claims 1-9 and optionally at least one pharmaceutically or veterinarily acceptable carrier, excipient or vehicle. 変形性関節症(OA)に罹患する対象哺乳動物を治療する方法であって、対象哺乳動物に治療的に有効な量の組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)を関節内に投与する工程を含み、前記組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)が、プロモーターに作動できるように連結された、骨保護性又は骨再生性ポリペプチドをコードする核酸を含み、当該ポリペプチドが当該対象哺乳動物でOAの症状を緩和するために有効な量でin vivo発現され、ここで、当該ポリペプチドが、ヒアルロン酸シンターゼ(HAS)、ルブリシン、インターロイキン-1受容体(IL-1R)アンタゴニスト、インスリン様増殖因子1(IGF-1)、線維芽細胞増殖因子2(FGF-2)、形質転換増殖因子ベータ1(TGFβ1)、骨形成タンパク質7(BMP7)、グルコサミン-フルクトース-6-ホスフェートアミノトランスフェラーゼ(GFAT)、インターロイキン10(IL-10)、ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)、それらの生物学的に活性な短縮形、又はそれらの組合せである、前記方法。 A method of treating a subject mammal suffering from osteoarthritis (OA), comprising intra-articular administration of a therapeutically effective amount of recombinant adeno-associated virus (rAAV) to the subject mammal. The recombinant adeno-associated virus (rAAV) comprises a nucleic acid encoding a bone-protective or bone-regenerating polypeptide linked operably to a promoter, the polypeptide causing OA symptoms in the subject mammal. Expressed in vivo in an amount effective for alleviation, where the polypeptide is hyaluronic acid synthase (HAS), lubricin, interleukin-1 receptor (IL-1R) antagonist, insulin-like growth factor 1 (IGF). -1), Fibroblast Growth Factor 2 (FGF-2), Transformed Growth Factor Beta 1 (TGFβ1), Bone Forming Protein 7 (BMP7), Glucosamine-Fructose-6-phosphate Aminotransferase (GFAT), Interleukin 10 (IL-10), hemoxygenase-1 (HO-1), biologically active abbreviations thereof, or combinations thereof, said method. ポリペプチドがHAS2ポリペプチドである、請求項11に記載の方法。 11. The method of claim 11, wherein the polypeptide is a HAS2 polypeptide. HAS2ポリペプチドが、配列番号:2に示されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一性を有するアミノ酸配列を含む、又はin vivo HAS2活性を当該対象動物で示すそのフラグメント、変種若しくはホモローグを含む、請求項11又は12に記載の方法。 11. Or the method according to 12. HAS2ポリペプチドが配列番号:2に示されるアミノ酸配列を含む、請求項11から13のいずれかの項に記載の方法。 The method of any of claims 11-13, wherein the HAS2 polypeptide comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. HAS2ポリペプチドをコードする核酸が、配列番号:3に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%同一性を有するヌクレオチド配列を有し、さらにrAAVが、5’から3’に向けて以下のエレメント:5’AAV逆方向末端リピート(ITR)、スタッファー核酸、プロモーター、イントロン(IN)、cHAS2コドン最適化cDNA、ポリアデニル化シグナル(pA)、及び3’AAV ITRを含むrAAVベクターゲノムを含む、請求項11から14のいずれかの項に記載の方法。 The nucleic acid encoding the HAS2 polypeptide has a nucleotide sequence that is at least 90% identical to the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3, and the rAAV is from 5'to 3'to the following element: 5'. Claims 11-14 comprising an rAAV vector genome comprising AAV reverse end repeat (ITR), stuffer nucleic acid, promoter, intron (IN), cHAS2 codon-optimized cDNA, polyadenylation signal (pA), and 3'AAV ITR. The method described in any of the sections.
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